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高效顆粒空氣 (HEPA) 過濾器被廣泛認為是當前市場上最高的空氣凈化標準。要獲得"True HEPA"標簽，這些空氣凈化器必須經過嚴格的測試并符合某些標準后才能獲得批準。

HEPA 過濾器必須能夠捕獲至少 99.97% 的空氣中顆粒，這些顆粒為 0.3 微米或更大。"微"是一種測量空氣中最微小的污染物、過敏原和其他顆粒的方法，這些顆粒往往是微觀的，人眼無法檢測到。一微米相當于一米的百萬分之一。許多 HEPA 過濾器能夠捕獲更小的顆粒，但 0.3 微米及以上是它們獲得 HEPA 名稱必須達到的基準。當你認為人眼無法區分任何小于10微米的粒子時，這就真正讓這些粒子變得多么小。

HEPA 過濾器使用緊密包裝的編織纖維網來捕獲被吸引到過濾器中的空氣中顆粒。捕獲它們的方式取決于粒子的大小和形狀，以及粒子與過濾器的碰撞方式。大型顆粒很容易困在過濾器網的表面，而中等大小的顆粒可能設法通過第一層，然后進入內部層。最小的顆粒通常從前幾層逸出，但即使這些顆粒最終也會被過濾器內的纖維捕獲，然后它們才能到達另一側并返回大氣層。正是這些小顆粒，過濾器必須能夠捕獲被授予 HEPA 名稱。

一些 HEPA 空氣凈化器在設計上相對簡單，僅使用風扇和 HEPA 過濾器清潔空氣。但其他型號可以將 HEPA 濾波器與其他技術(如電離器和抗菌過濾器)相結合，以進一步提高其效率。電離器對進射的空氣中顆粒進行負靜電電荷，使它們更容易被過濾器內的纖維所吸引。額外的抗菌層可確保細菌、過敏原和病毒不能在過濾器上生長，以幫助延長過濾器的使用壽命和整體空氣質量。