等离子体是区别于固体、液体、气体的第四形态。当原子被加热到足够高的温度，粒子间的热运动加剧，外层电子便会摆脱原子核的束缚，成为自由电子，这个过程叫做“电离”。此时，原子核与电子的排布混乱，正负电荷总量相等，呈电中性，被称为等离子体。它在地球上所占比重不高，但在宇宙中，等离子体是物质存在的主要形式，占据了宇宙中物质总量的99%以上，例如恒星、星际物质以及地球周围的电子层等。

近年来，等离子体在生物医学领域的重要性逐渐显现，被认为是一种相对理想的空气杀菌消毒技术。以下是关于等离子体空气消毒的详细介绍：

一、原理

等离子体装置能持续不断地产生高浓度的正负离子，这些正负离子在电场作用下，在微生物表面产生的剪切力大于其细胞膜表面张力。在这个过程中，微生物的壁膜受到严重破坏，导致微生物死亡。

具体来说，一方面，在等离子体中带负电的细菌受电子的排斥更容易向正离子靠近，使它处于正离子的浸渍包围之中。足够多的正离子会穿透多孔的细胞壁，浸透到细胞内部破坏细胞膜，破坏细胞电解质，导致细胞死亡。

另一方面，在等离子体产生过程中会放出大量紫外光，这种高能紫外光子被DNA等核酸吸收，也能起到杀菌消毒作用。同时，部分带电的细菌易被吸引至等离子发生器的正电极上，正离子在细菌细胞膜上大量聚集。随着正离子浓度增大，细胞膜上的电势差逐渐升高，当电势差达到一定的值，细胞膜会发生击穿，从而破坏细胞内的电解质，使细菌灭绝。

再者，等离子发生器负极会产生两倍于正离子个数的负离子，负离子和正离子进行中和，瞬间释放出高能量，破坏细菌结构。一部分负离子被氧气捕捉，生成负氧离子，负氧离子具有很强的氧化性，能够氧化细菌中的核酸、蛋白质结构。负氧离子还能与甲醛等气味分子发生反应，生成水等无害无味成分。

此外，较高能电子在运动过程中会与气体分子结构、原子产生非弹性碰撞，其动能转换成激发态分子结构（原子），引起超激发、电离度和水解等过程，产生等离子体。一方面，其内部结构的极大电磁场会对病菌细胞质造成严重穿透和破坏；另一方面，其会开启气体分子结构键，形成一些单原子分子结构和空气负离子、OH正离子和随意氧原子等氧自由基，这些物质具备活性和强氧化能力，高自旋粒子又能辐射出紫外光，达到消毒杀菌的效果。

二、优势

1. 高效杀菌：等离子体灭菌消毒效果好，且作用时间短，是高强度紫外线所远远不及的。同时，它还能快速降解空气中的有毒有害气体及活体病毒、细菌等，高效杀毒、灭菌、去异味、消烟、除尘，且无有毒有害物质产生。

2. 人机共存：等离子体空气消毒机可以在有人存在的室内环境下使用，同时达到医院级别的空气消毒效果。

3. 安全环保：等离子体空气消毒机工作时不会产生紫外线、臭氧等有害物质，避免了环境的二次污染。

4. 应用广泛：等离子体空气消毒机可用于家庭、学校、医院、商场、办公室、实验室、车内等多种场所，为人们提供一个清新、健康的环境。

三、制约因素

要想依靠等离子体实现空调流动空气中病菌消杀，必须确保被污染的空气充分与等离子体接触，这就要求在空气流道中产生一道均匀、大面积的等离子体“墙”，从而确保流过的气体穿“墙”而过，使病菌能够被一次性消杀。

然而，目前市场上见到的空气净化/消杀装置依然是基于静电除尘原理，必须使用细小的电极在局部形成狭小的强电场，其空气净化装置仅能在不到10%的范围内产生等离子体，离覆盖空气流道相距甚远。因此，许多厂商宣传的所谓等离子体消杀只能作为一种辅助手段，效果有限，主要还是依靠其他技术来实现净化和消杀。

此外，要想产生足够强的等离子体消杀效应，需要合适的电场，同时还要确保等离子体发生装置不会被强电压击穿损坏。这就要求等离子体发生装置中必须使用交变或脉冲电压，而电源体积、重量、功耗和放电的电磁干扰等都有限制。

四、技术突破

目前已有企业联合高校进行等离子体空气消杀技术攻关，取得突破性研究成果。例如，西空智造联合西安交通大学顶级团队，研发出全新的空气全流道阵列式放电结构+高能脉冲复合放电模式的空气斗士等离子体空气消毒机。

该消毒机的核心技术，实现了空气等离子体消毒技术从常规静电、负离子技术等“点、线”式向“面”式的跨越、换代发展，开启空气消毒3.0时代。它能满足空气消毒、除甲醛、除异味三大需求，解决空气中病毒细菌交叉感染的难题和人在环境下室内空气中冠状病毒、甲流病毒等消杀难题，并能持续、高效地除甲醛、甲苯及除异味。

五、应用实例

《中国消毒学杂志》曾发表《射流型等离子体空气消毒机对室内空气中微生物杀灭效果的研究》报告，证实了射流型等离子体空气消毒机对病毒具有较好的杀灭和灭活作用。

报告指出，浙江省疾控中心魏兰芬团队开展了射流型等离子体空气消毒机对室内空气中微生物杀灭效果的研究。通过采用气溶胶染菌、空气微生物采样器采样和培养方法，观察雷神等离子喷射消毒机（G1200型号）杀灭室内空气中白色葡萄球菌和大肠埃希菌噬菌体的效果。

实验室数据结果表明，该空气消毒机启动运行60分钟，对空气中的白色葡萄球菌的杀灭率可达到99.9%以上，对空气中病毒（大肠埃希菌噬菌体）的灭活率达到99.99%。其中，对白色葡萄球菌的杀菌效果符合《消毒技术规范》中对空气消毒效果合格的基本要求（杀灭率不低于99.9%）。

综上所述，等离子体空气消毒技术具有高效、环保、安全等优势，在多个领域具有广泛的应用前景。随着技术的不断进步和成本的降低，它有望在未来成为主流的空气消毒技术之一。