密歇根大学工程学院研发出一项新技术，可在数分钟内评估空气消毒设备的效果，而不再需要传统方法中动辄数小时的等待。这一进展有望推动更高效抗病毒空气净化器的开发，帮助减缓病毒性呼吸道疾病的传播，并为未来可能出现的大流行病提前做准备。

该方法基于紫外线荧光特性：分子在吸收紫外线后，会在另一波长重新发射能量。研究人员发现，病毒气溶胶在接受消毒处理前的荧光更为明亮。利用这一差异，就可以间接、快速地追踪空气消毒技术对病毒气溶胶的灭活效果。

密歇根大学博士后研究员、论文第一作者马振宇表示：“我们的研究表明，可以用快速、实时的方式监测气溶胶感染性的变化，而不必依赖繁琐的实验室流程。随着应用场景逐步明确，这项技术将帮助我们更好地理解病原气溶胶的行为及其感染性，为制定公共卫生指南提供重要依据。”

这项新方法由密歇根大学土木与环境工程系副教授赫雷克·克拉克（Herek Clack）团队开发，其最大优势在于速度。传统评估空气消毒效果的流程，需要在处理前后分别采集病原体样本。以病毒为例，样本必须接种到宿主细胞中，等待病毒感染，再由技术人员通过显微镜观察感染迹象。这不仅耗时耗力，而且每次实验只能得到一次性能测量结果。

利用荧光变化评估消毒性能

与传统方法相比，密歇根大学提出的技术可以在采样后的数分钟内给出结果。研究人员只需从空气消毒装置或实验舱室的进、出气流中抽取一小部分气流作为样本。样本气流被送入一台专用设备，该设备会逐个颗粒测量其粒径，并用紫外线照射以记录荧光强度。

经过对数千个颗粒的测量，荧光强度会因颗粒间的自然差异呈现出类似钟形曲线的分布。随着消毒过程灭活的病毒气溶胶比例增加，这条钟形曲线整体会向较低荧光强度方向偏移。研究人员只需比较消毒前后空气样本的荧光分布变化，就能判断消毒效果的强弱。

一旦针对某一特定病原体建立起“处理前后钟形曲线应如何变化”的基线模型，后续的效果评估就可以在几分钟内完成。对于像克拉克这样从事消毒工艺开发的研究者而言，这意味着可以在不同气流速度、空气温度和湿度等条件下，更快速地进行原型设计和性能优化测试。

克拉克指出：“虽然我们对空气传播疾病重要性的认识已经发生了根本性转变，但不依赖过滤的空气消毒技术发展仍然偏慢，其中一个关键原因就是验证病原体灭活效果的传统流程过于复杂。若能拥有一个经过校准的、可间接反映病原体感染性的指标，将极大加速相关技术的研发进程。”

荧光监测与等离子体技术的适用范围

研究团队认为，荧光监测方法同样有望用于评估臭氧、氯等化学消毒手段的效果。不过，对于主要通过破坏病毒基因组来灭活的技术（例如紫外线照射），这种荧光方法则不适用。原因在于病毒基因组位于颗粒内部，荧光检测无法直接反映其变化，因此荧光特征不会像表面结构被破坏时那样发生明显改变。

克拉克团队长期研究气溶胶在强电场中的行为。这些电场可以产生非热等离子体，即充满带电分子碎片的区域，能够破坏病毒结构，使其失去感染能力。研究人员已经证明，在实验室环境和封闭畜牧场环境中，非热等离子体可以将流动空气中的传染性病毒数量降低 99.9%。

基于这一原理，克拉克创立的初创公司 Taza Aya 已开发出一款基于等离子体的呼吸防护设备，目前正在密歇根州一家火鸡加工厂进行现场测试。未来，这类技术有望与快速荧光监测方法结合，为工业场所和公共空间提供更高效、更可验证的空气消毒解决方案。