負(fù)離子材料在陶瓷中應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析

　　摘 要：本文主要概述了我國現(xiàn)階段負(fù)離子材料在陶瓷中的應(yīng)用狀況、作用機理和發(fā)展前景，同時簡單介紹了負(fù)離子在其他行業(yè)中的應(yīng)用情況，從技術(shù)、生產(chǎn)、產(chǎn)品、銷售等方面對負(fù)離子陶瓷產(chǎn)品的發(fā)展前景進行了分析，提出了要解決的技術(shù)、生產(chǎn)、銷售主要問題，并預(yù)測負(fù)離子陶瓷市場發(fā)展?jié)摿α己谩?br>　　關(guān)鍵詞：負(fù)離子材料；陶瓷；應(yīng)用現(xiàn)狀；前景分析
　　1 引 言
　　
　　空氣負(fù)離子的保健作用已被眾多研究者所驗證，被人們稱之為“長壽素”或“空氣維生素”[1]。由于使空氣電離可產(chǎn)生負(fù)離子，目前國內(nèi)外研究的負(fù)離子纖維或紡織品都借助于某種含有微量放射性的稀土類礦石或天然礦物質(zhì)，采用不同技術(shù)添加到紡織材料中，使之具有發(fā)生負(fù)離子的功效。在空氣中，水負(fù)離子的結(jié)構(gòu)如圖1所示。這種含天然釷、鈾的放射性稀土類礦石所釋放的微弱放射線不斷將空氣中的微粒離子化，產(chǎn)生負(fù)離子�？紤]到安全性，研究者更看好電氣石、蛋白石、奇才石等自身具有電磁場的天然礦石。這些礦石是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽物質(zhì)，具有熱電性和壓電性。當(dāng)溫度和壓力有微小變化時，即可引起礦石晶體之間電勢差(電壓)，這個能量可促使周圍空氣中的水分子發(fā)生電離，脫離出的電子附著于鄰近的水和氧分子，使它轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子。國內(nèi)給電氣石冠以“奇冰石”的商品名，而國外稱電氣石為托瑪琳。還有其它一些物質(zhì)，如蛋白石、珊瑚化石、海底沉積物、海藻炭等，這些物質(zhì)都具有永久的自發(fā)電極，在受到外界微小變化時，能使周圍空氣電離，是一種天然的負(fù)離子發(fā)生器[2]。其中，表1為可以釋放出負(fù)離子的功能材料，表2為國內(nèi)部分負(fù)離子材料供應(yīng)商。
　　2 負(fù)離子材料的作用及機理
　　
　　隨著陶瓷功能技術(shù)的發(fā)展，一種新的負(fù)離子功能陶瓷材料逐漸被人們所認(rèn)識，并以此材料制備出各種環(huán)保健康的陶瓷新產(chǎn)品。負(fù)離子功能陶瓷材料的顯著特征是永久釋放出負(fù)離子，有電子極化性能，極化能量主要來自于溫度的變化。在光源條件下產(chǎn)生的負(fù)離子，可吸附水中的金屬離子，調(diào)節(jié)水的pH值，有活化水分子的作用。因此，負(fù)離子陶瓷材料的開發(fā)應(yīng)用，對保護生態(tài)環(huán)境，保障人體健康具有重要的意義。
　　在自然界中，以下幾種情況可產(chǎn)生負(fù)離子：大氣受紫外線、宇宙射線、放射物質(zhì)、雷雨、風(fēng)暴、土壤和空氣放射線等因素的影響而發(fā)生電離而被釋放出的電子經(jīng)過地球吸收后再釋放出來，很快又和空氣中的中性分子結(jié)合而成為負(fù)離子；瀑布沖擊、細(xì)浪推卷、暴雨傾瀉等自然過程中，水在重力作用下，高速流動，水分子裂解而產(chǎn)生負(fù)離子；森林的樹木、葉枝尖端放電及綠色植物光合作用形成的光電效應(yīng)，使空氣電離而產(chǎn)生負(fù)離子；部分地殼巖石能夠釋放出一定的負(fù)離子[3-4]。
　　在適當(dāng)?shù)臈l件下，產(chǎn)生熱電效應(yīng)和壓電效應(yīng)，熱電效應(yīng)是指某種晶體在溫度發(fā)生變化時，一部分帶正電，一部分帶負(fù)電的現(xiàn)象。而壓電效應(yīng)是指某種晶體在壓力作用下產(chǎn)生極性而在兩端表面間出現(xiàn)電勢差的特性。由于這兩種效應(yīng)的作用，當(dāng)溫度和壓力發(fā)生變化時，負(fù)離子陶瓷材料能在其周圍形成極高的電壓，這個電壓和能量足以使空氣發(fā)生電離，生成的電子附著于鄰近的分子并使之轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子�？諝庳�(fù)離子能還原來自大氣的污染物質(zhì)、氮氧化物、香煙等產(chǎn)生的活性氧（氧自由基）、減少過多活性氧對人體的危害；中和帶正電的空氣飄塵無電荷后沉降，使空氣得到凈化。負(fù)離子不僅能促進人體合成和儲存維生素，而且還能強化和激活人體的生理活動，因此它又被稱為“空氣維生素”，認(rèn)為它像食物的維生素一樣，對人體及其他生物的生命活動有著十分重要的影響。如雷雨過后，空氣的負(fù)離子增多，人們感到心情舒暢。而在空調(diào)房間，因空氣中負(fù)離子經(jīng)過一系列空調(diào)凈化處理和漫長通風(fēng)管道后幾乎全部消失，人們在其中長期停留會感到胸悶、頭暈、乏力、工作效率和健康狀況下降，被稱之為“空調(diào)綜合癥”[5]。
　　在醫(yī)學(xué)界，負(fù)離子被確認(rèn)是具有殺滅病菌及凈化空氣的作用。其機理主要在于負(fù)離子與細(xì)菌結(jié)合后，使細(xì)菌產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的改變或能量的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，最終沉降于地面。醫(yī)學(xué)研究表明：空氣中帶負(fù)電的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧輸送、吸收和利用，具有促進人體新陳代謝，提高人體免疫能力，增強人體機能，調(diào)節(jié)機體功能平衡的作用。據(jù)考證，負(fù)離子對人體的7個系統(tǒng)，近30多種疾病具有抑制、緩解和輔助治療作用，尤其對人體的保健作用更為明顯。其主要的作用表現(xiàn)在以下幾個方面。
　�。�1） 對神經(jīng)系統(tǒng)的影響
　　可使大腦皮層功能及腦力活動加強，精神振奮，工作效益提高，能使睡眠質(zhì)量得到改善。負(fù)離子還可使腦組織的氧化過程力度加強，使腦組織獲得更多的氧。
　�。�2） 對心血管系統(tǒng)的影響
　　負(fù)離子有明顯擴張血管的作用，可解除動脈血管痙攣，達到降低血壓的目的，負(fù)離子對于改善心臟功能和改善心肌營養(yǎng)也大有好處，有利于高血壓和心腦血管疾病患者的病情恢復(fù)。
　�。�3） 對血液系統(tǒng)的影響
　　研究證實，負(fù)離子有使血液凝聚流速變慢、延長凝血時間的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧輸送、吸收和利用。
　�。�4） 對呼吸系統(tǒng)的影響
　　由于負(fù)離子是通過呼吸道進入人體的，它可以提高人的肺活量。有人曾經(jīng)試驗，在玻璃面罩中吸入空氣負(fù)離子30min，可使肺部吸收氧氣量增加20％，而排出二氧化碳量可增加14.5％，故負(fù)離子有改善和增加肺功能的作用。
　�。�5） 空氣負(fù)離子還有鎮(zhèn)靜、催眠的作用
　　如果我們每天吸入適量的負(fù)離子，持之以恒，對健康大有裨益，會使人精力旺盛，消除疲勞和倦怠，提高工作效率；改善睡眠，消除神經(jīng)衰弱；降低疾病發(fā)病率，預(yù)防感冒和呼吸道疾病，以及改善心、腦血管疾病的癥狀。在負(fù)離子作用下，可使骨骼的興奮性增加，有助于運動員提高成績，特別是對一些需迅速反應(yīng)的項目，如短跑、游泳等[6]。負(fù)離子含量與人體健康關(guān)系如表3所示。
　　
　　3 負(fù)離子材料在其他行業(yè)中的應(yīng)用
　　
　　負(fù)離子粉體根據(jù)用途可分為：負(fù)離子粉、超細(xì)負(fù)離子粉、納米負(fù)離子粉。負(fù)離子材料所適用的行業(yè)有環(huán)保、卷煙、涂料、紡織、化妝品、凈化水質(zhì)、凈化空氣、防電磁輻射、保健品等[7]。負(fù)離子材料在各領(lǐng)域中的應(yīng)用如圖2所示。
　　在建筑物裝潢粉刷內(nèi)墻方面，負(fù)離子粉體可吸附油漆、膠體、涂料所發(fā)出的異味。在涂料中加入少量的超細(xì)電氣石粉，刷在內(nèi)墻和天花板上，不但可以迅速吸除異味，還能長期吸除煙味。
　　負(fù)離子粉用于紡織行業(yè)，可做環(huán)保碳布，超細(xì)電氣石粉制成超細(xì)纖維，以及防磁、防潮、保暖棉被、棉墊、防電磁輻射襯衫、背心、鞋墊等。
　　寶石類的負(fù)離子超細(xì)粉加入化妝品或護膚霜后，顏色變白。因其中含有微量的對人體有益的硼、氟等元素，化妝品原料經(jīng)過電氣石處理后，營養(yǎng)成分的分子結(jié)合縮小，使?fàn)I養(yǎng)可以通過皮膚細(xì)胞間的縫隙，到達生成皮膚細(xì)胞的真皮，實現(xiàn)祛斑、恢復(fù)皮膚彈性等效果。應(yīng)用于乳液、洗面奶、晚霜、沐浴露、化妝水、面膜、粉餅等化妝護膚品，具有消痘、祛斑、美白等功效。電氣石超細(xì)粉受熱差后產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外，由此可刺激活化人的面部肌膚，而達到消毒殺菌，去色斑、治療青春痘、治潰瘍性皮膚炎等皮膚疾病，還可以將電氣石放入浴池中，能活化水質(zhì)，對人體的沐浴起增強效果[8]。
　　
　　4負(fù)離子材料在陶瓷中應(yīng)用現(xiàn)狀
　　
　　負(fù)離子材料同時也作為陶瓷添加劑廣泛應(yīng)用于陶瓷中，如圖3所示。
　　負(fù)離子陶瓷材料由于其獨特的負(fù)離子釋放功能，廣泛地應(yīng)用于健康和環(huán)保領(lǐng)域。一般主要以粉體或粒狀形式應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，也可作為功能陶瓷直接制得成形產(chǎn)品來應(yīng)用。國內(nèi)很多學(xué)者專家也相繼通過各種手段制備出許多負(fù)離子陶瓷制品，如一種產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線及負(fù)離子的陶瓷球、水凈化用負(fù)離子陶瓷材料、具有紅外及負(fù)離子功能的陶瓷膜凈水器等。

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