一、氣溶膠與單分散性定義
氣溶膠?是由固體或液體微粒懸浮在氣體介質(zhì)中形成的多相分散體系，其微粒粒徑范圍通常為1 nm~100 μm。而單分散氣溶膠?特指氣溶膠中所有微粒的粒徑高度均一，這種特性使其在科學(xué)研究、工業(yè)檢測(cè)和醫(yī)療領(lǐng)域中具有不可替代的價(jià)值。
二、單分散氣溶膠發(fā)生器的核心目標(biāo)
通過精密控制技術(shù)，生成粒徑分布極窄、濃度穩(wěn)定的氣溶膠，滿足以下需求：
?科學(xué)研究：大氣污染模擬、氣溶膠光學(xué)特性分析、病毒傳播研究等；
?工業(yè)檢測(cè)：空氣過濾器效率測(cè)試、粒子計(jì)數(shù)器校準(zhǔn)、半導(dǎo)體潔凈室認(rèn)證；
?醫(yī)療應(yīng)用：吸入式藥物遞送、肺部沉積模型驗(yàn)證。
三、單分散氣溶膠生成原理與技術(shù)分類
?1. 振動(dòng)孔板法
原理：
利用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)微米級(jí)孔板高頻振動(dòng)，將液體通過均勻孔洞擠出，形成連續(xù)液柱；
液柱在表面張力作用下斷裂為均一液滴，經(jīng)干燥或揮發(fā)后得到固態(tài)單分散微粒。
關(guān)鍵技術(shù)：
?孔板設(shè)計(jì)：單孔或多孔陣列，孔間距需避免液滴融合；
?振動(dòng)同步控制：液滴斷裂頻率與振動(dòng)頻率嚴(yán)格匹配，確保粒徑一致性；
?干燥模塊：通過加熱或惰性氣體快速去除溶劑，防止液滴聚并。
特點(diǎn)：
粒徑范圍：0.5~50 μm，RSD≤3%；
適合生成固態(tài)微粒或低揮發(fā)性液體氣溶膠。
?2. 旋轉(zhuǎn)盤霧化法
原理：
液體通過離心力從高速旋轉(zhuǎn)的圓盤邊緣甩出，形成均勻液膜；
液膜在盤邊緣破碎為微小液滴，粒徑由轉(zhuǎn)速和液體表面張力共同決定。
關(guān)鍵技術(shù)：
?轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性：采用無刷電機(jī)，轉(zhuǎn)速波動(dòng)<0.1%；
?邊緣鋸齒結(jié)構(gòu)：在盤邊緣刻蝕微槽，控制液膜斷裂位置，提升單分散性。
特點(diǎn)：
粒徑范圍：1~100 μm，RSD≤5%；
適合生成高濃度液體氣溶膠。
?3. 冷凝生長法
原理：
將揮發(fā)性物質(zhì)蒸氣與載氣混合后快速冷卻，蒸氣在凝結(jié)核表面凝結(jié)生長；
通過控制冷凝溫度梯度和停留時(shí)間，使所有粒子同步生長至相同粒徑。
關(guān)鍵技術(shù)：
?凝結(jié)核預(yù)生成：采用電噴霧或擴(kuò)散法生成均一納米級(jí)種子；
?飽和-冷凝腔設(shè)計(jì)：多級(jí)溫控實(shí)現(xiàn)蒸氣過飽和度的精確調(diào)控。
特點(diǎn)：
粒徑范圍：50 nm~2 μm，RSD≤2%；
適合生成超細(xì)顆粒，常用于PM2.5模擬或病毒載體研究。
四、單分散氣溶膠發(fā)生器工作流程
?液體擠出：溶液在恒定壓力下通過微孔形成連續(xù)液柱；
?液滴斷裂：壓電振動(dòng)使液柱斷裂為均一液滴；
?溶劑揮發(fā)：液滴在干燥腔中失去溶劑，收縮為固態(tài)微粒；
?電荷中和：中和器消除粒子表面電荷，避免因靜電吸附導(dǎo)致濃度損失；
?輸出控制：通過稀釋系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣溶膠濃度。
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