洁净技术的误区

上一篇 / 下一篇  2008-08-30 12:18:13/ 个人分类:实验技术

一、对洁净室市场和技术的一个误解是关于过滤效率。

二、对纳米粒子的过滤效率很低

通常HEPA高效过滤器被认为对0.3微米以上或以下的微粒的过滤更有效率。也就是说,对直径在0.3微米的微粒的过滤效率是最低的。这是因为,根据布朗运动的原理,直径在0.2微米的粒子更容易与过滤器表面发生碰撞。

现在,我们更关注洁净室中纳米技术的应用。可能会大量产生直径只有几纳米的粒子——0.2微米的粒子的直径是200纳米。在决定对洁净室进行清洁时,我们通常考虑的粒子直径是0.1微米,即直径是100纳米或者更大。如此,我们可以得到一间1级标准的洁净室,里面的粒子都在90纳米以下。

从逻辑上来讲,微粒的直径越接近于0,其形态特征越接近于气体,也就更容易通过过滤网。但是,只有极少的实验对HEPA或ULPA过滤器对小纳米粒子的作用进行了研究。在测定过滤器的效率时,首先碰到的问题是要找到一种正确的方法。至少在开始的时候已经在化学药方面取得了一定的进步,找到了一种可以使微粒分解到原子水平的方法,总的说来,在这一水平,粒子有足够的表面积可以用质谱仪进行测量。

到底能捕获多少这种超细纳米粒子,对于纳米行业最终的成败至关重要。一个方法是选用纳米过滤器作为过滤介质,另一种可能的方法是选用活性炭。

一个值得研究的领域是增加静电。一个预充充电器可以放置在ULPA过滤器前面,这种技术有很多版本,广泛地用在空气污染控制行业。不同的是这些系统是为了滤除较大粒子而设计的,因此做一些改变是必要的,以便捕获纳米级的粒子。

有一种称作“液体滤幕(liquid encapsulation)”的方法,这是一种完全不同的方法,看起来也是前途无量。循环风会通过一个筛子,这个筛子就像在吹泡泡玩具中的搅棒一样。因为含有表面活性剂,液体膜的表面张力降低,可以通过这个筛子。在这个筛子的底侧,空气和液体形成密集的泡沫,这些泡沫是由许多更小的气泡组成。细小的纳米颗粒的布朗运动将确保它们的撞击限制在泡沫以内,随之一个机械泡沫粉碎机会把空气和液体分开。为了提供正确的湿度,液体应是非水质溶液。

这种液体滤幕技术为彻底去除微生物带来了很大的希望。如果液体里面加入消毒剂,撞击的病毒或者其他微生物就会被杀死。

美国洁净室制造业仍在成长中,而不是萎缩,通常美国人都会告诉你,美国经济正在转变为服务型经济,所有的制造业都在向亚洲转移,但事实是,美国制造业的销售收入和利润仍在增长。事实上,美国制造业在国内生产总值(GDP)中占的比例和几年前一样。

改变了的是劳动力的生产效率。现在我们可以使用更少的劳动力来完成与以前同样的工作量,因此,工作岗位的萎缩实际上是行业发展的必然结果。从更大的视角来看,有的行业在成长,而有的行业则没有。表1对整个美洲的洁净室行业,进行了分析。

对美国供应商来说,中国制造业的增长不是消极因素

传统观点认为,从中国进口手套以及其他一些洁净室消耗品对美国洁净室产品供应商造成了损害,特别是美国制造商对中国的出口远远抵消不了这些东西的进口。在技术含量较低的消耗品方面,美国对中国确实存在着入超,但在技术含量的较高的消耗品和硬件设备上,美国则是出超。事实上,对美国经济影响最大的有一些是因为中国大量入口,而不是出口。

不锈钢——通常用于微环境以及其他很多洁净室产品——现在比几年前贵了很多,一个主要的原因就是中国大量进口不锈钢。目前洁净室运营商正在经历的高能源成本时代,部分原因也可归咎于中国紧随美国正在成为全球第二大石油进口国。

对美国经济来讲,更为重要的是美国公司正在中国建设制造工厂,并且在当地成功地销售洁净室产品。如同其他过滤器媒介供应商,Hollingsworth & Vose已经成功在中国建设了生产线。几年前,法律改变了,他们可以长期租用工厂,境外制造商也可以在中国拥有自己的工厂。


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