HEPA全称High Efficiency Particulate Air Filter，中文常译为高效空气过滤器。HEPA诞生于20世纪40年代，最初用于防止放射性污染物在空气中的传播。进入20世纪50年代，HEPA逐步成为高效过滤器的专有名词。而今，HEPA技术已发展地颇为成熟，广泛应用于航空、医药加工、核电、计算机芯片等众多领域。
根据美国能源局的定义，HEPA高效空气过滤器针对直径0.3微米的颗粒物需达到99.97%以上的有效去除率。也就是说，没有达到此标准的过滤器都不能自称为高效空气过滤器。0.3微米究竟有多长呢？它相当于你头发丝直径的两百分之一。为何能源局要采用直径0.3微米颗粒物的去除率作为参考标准，而不是更大或是更小的颗粒物去除率呢？原因就在于直径0.3微米的颗粒物是最易穿透尺寸（the Most Penetrating Particle Size, MPPS）。更大的颗粒通不过纤维间隙，更小的颗粒扩散性强，容易偏离气流路径，撞到纤维上从而被去除。只有0.3微米的颗粒最调皮，它们随着气流逃跑的能力最强。因此，0.3微米颗粒物的去除率才成为了优质HEPA的试金石。
HEPA由随机排列的纤维垫组成。纤维垫通常由直径0.5至2.0微米的玻璃纤维组成，纤维之间的空间远大于0.3微米。为何远大于0.3微米的空间可以神奇地逮住逃跑的0.3微米颗粒物呢？一般的膜过滤器的关键在于孔隙大小，大于孔隙的颗粒物不能通过过滤器。但是HEPA困住颗粒物可不是单纯靠“卡住”，而是通过三大招数。
第一招——拦截：颗粒物跟随气流经过纤维的有效吸附半径因而被粘住。
第二招——嵌入：较大的颗粒物无法躲避纤维从而直接嵌入纤维中。这招的作用随着纤维间隙缩小和气流增强而增强。
第三招——扩散：这招是前两招的催化剂。通过使0.1微米以下的小颗粒相互碰撞（类似于布朗运动），从而增加颗粒物被前两大招截获的几率。这招在气流速度较低时最为管用。
HEPA相对于市面上其他过滤技术有明显的优势。HEPA是纯机械除尘，不会产生在运用臭氧技术灭菌时所遗留的超标臭氧，从而不会引发记忆力衰退、头晕头痛等症状；亦不会产生对人体造成伤害的过量紫外线。同时，HEPA能去除活性炭技术和负离子技术无法去除的有害气体。
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