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负离子技术在纺织品上应用的近况杨栋梁(全国染整新技术应用推广协作网)王焕祥(上海第二印染厂)一、前言[1][2]随着科学技术的进步，人们的生活节奏加快，而现代人们物质文明生活的提高，在总体上说来，还是以牺牲环境或破坏生态为代价的。据美国统计的资料表明：在二十世纪初期，大气中正离子与负离子的比例为1:1.2，而现在的比例是1.2:1。说明人类赖以生存繁衍的重要条件之一——空气质量下降，将导致人体和体内调节平衡的恢复功能随之衰弱，促使大量人群的身体处于亚健康状态。特别是大城市，人口稠密，工矿企业多，排放大量的三废，原来空气中负离子的数量就比农村或田野的空气少了很多。一般城市的房屋建筑密度高，高楼耸立，工作和居住的房屋密封性好，又装空调机等家用电气，致使室内空气中的负离子浓度，只有室外的1/2-1/3左右。为此近年来作为空气新鲜程度指标——负离子浓度越来越受到世界各国人民的关注。最早证实负离子对人体有益的是德国物理学家菲利浦·莱纳德博士(研究阴极射线而获得过诺贝尔物理学奖)，他认为：在地球的自然环境中，对人类健康有益的负离子最多的地方是瀑布的附近，瀑布飞溅的水雾汽具有负离子效应，是届时划时代的学说。基于他这项功绩，人们将在瀑布周围由于吸入大量负离子而心情舒畅的状态称谓莱纳德效应。这是负离子有很强的吸附性，容易附着在瀑布的细微小水滴上，在瀑布四周大量存在的雾点为负离子存在提供了条件，所以瀑布四周的树木生长得特别茂盛，空气非常新鲜，人在那里也觉得心旷神怡，完全没有了在城市的那种压抑感。二、空气负离子的由来[3][4][5]空气主要由氧气和氮气组成，当足够的能量作用于气体分子，并逐出一个电子时，便形成空气离子。这种能量，绝大多数来自地球外壳上的放射性物质，以及一些来自瀑布的剪切力(雷纳德效应，LenardEffect)，或者当大量的空气在大陆块表面迅速移动，所产生的摩擦力(例如焚风)，或受到宇宙射线及闪电等的作用。击落的电子，自动依附到临近的分子上变成空气负离子，原来的分子就变成空气正离子。而分子的碰撞会转移电荷，离子化潜能最低的分子成为带正电荷的，而电子则被最稳定的分子所吸引。空气中离子可分为大、小两种离子，一般称直径为lmm(l03µm)的离子为小离子。空气中呈正电荷的小离子中，最主要的是水合氢离子(Hydroniumion)H3O+·(H2O)n，距地面1OKm处n=6的离子最多。虽然负电荷的生成机理和实践尚不够完备，但以02··(H2O)n为最重要。一般认为空气中离子化的形式有下列几种，如表l所示。表1空气离子电子式正离子负离子H+(H2O)nH3O2·(H2O)n(H30)+(H2O)nOH·(H2O)n0+(H2O)n02·(H2O)n由表1可知，空气负离子主要是：负羟离子(H302·)，负氢氧离子(OH·)和负氧离子(02·)。可以看出，不论是那种空气负离子都离不开水分子的。另外，空气中还存在着许多直径为0.01µm-1Oµm的浮游尘埃(微粒)，与小离子碰撞、吸附而形成电荷的大离子。故大离子的生成过程，组成与由气体分子直接形成小离子是完全不同的。正离子和负离子生成初期的离子数是相同的，正离子在大气上层移动，负离子在地球表面上的数量比正离子约多10-20%，这是一些自然现象产生负离子的关系，如雷电、飓风、海浪的撞击和瀑布等。据推测称：负离子可清净大气污染地域约1/5(1×1O8个/M3)，然而，由于日益增加的现代化交通工具、工厂的废气和废弃物大量排放，以及室内的家用电气(如空调机、微波炉等)增多，使正、负离子的原有平衡被破坏，生态环境也遭受严重损伤，出现了空气中正离子数量多于负离子的局面。随着空气中正离子的增长，全球性氧化程度的发展，人类生活越来越疲惫了，特别是活性氧已成为生活中许多疾病起因。改善空气中的离子平衡就是增进人们的生活舒适性，增加恢复身体健康的能力。因此。可以设想不同环境中，其负离子含量是有差别的，兹举一例如表2所示表2不同环境中负离子含量(资料来源台湾科大叶正涛)场所负离子数量(个仰叼)森林、瀑布区疗养地区乡村公园旷野、郊区城市公园街道绿化地带城市办公室城市房间工业净化区10000-200005000-100001000-5000400-1000100*-1000400-600200-400100*40-500注：*100此数可能有误按作者估计不会小于400才合理除上述在自然条件下产生的空气负离子外，人们制造负离子一般有下列几种方法:1）喷水法:利用雷纳德效应，用高压空气或高压水，将水分裂成喷雾状小水滴，使其撞击金属盘或玻璃圆柱等坚硬表面，便水滴连续碎裂，形成正、负离子，从而使周围空气离子的浓度增高。2）电晕放电法：利用电晕法，由电极放电，使空气电离，正离子被发生器中的阴极板吸收中和，负离子随气流吹出。3）放射源法：利用极微辐射剂量的放射性物质的放射性，使空气离子化。4）天然非金属矿石法：如电气石(托玛琳)，硅藻土及其它一些天然矿石，它们在特定条件下，例如在温度、压力等发生变化，在潮湿的环境里，或者受到低水平辐射能的激发，它们就会自动释放出负离子。在上述诸方法中，适合于纺织上应用的仅(3)和(4)两种。三、负离子对人体健康的影响[6,7,8,9]通过多年来不断的研究与探索，确认我们所呼吸空气中的离子，会影响情绪，精力及健康。1、负离子对情绪的影响1932年，美国无线电公司的C.W.Hansell博士(国际离子化方面的权威)，偶然发现，在离子发生器旁工作的一位科学家伙伴的情绪会令人吃惊地波动不定；有些天，他工作很当心，并且情绪很好，而另外一些日子，他却变得粗鲁，脾气暴燥，情绪沮丧。Hansell博士研究后发现，当生产负离子时，他的情绪很好，生产正离子时就变得乖僻。几个月后，欧洲离子化研究报吉，证实了这段奇异的经历。2、负离子对疾病的辅助治疗效果（1）对呼吸道疾病的影响1960年，美国A.P.Wehner医生对100名各种呼吸道疾病的患者(包括：支气管哮喘、肺气肿、喉炎、支气管炎、干咳、上呼吸道感染、鼻炎、以及花粉热敏感症等)，用负离子进行治疗，它的报告说；症状全部消失的占30.3%，明显改善的占42.3%，有好转的占20%，没有好转的占7.4%。1966年，在耶鲁撒冷的一家医院里，用38名2-12个月的患有同样呼吸道疾病的婴儿分成二组(每组19名)，一组只用负离子电子空气清洁器处理，另一组按正常药物治疗(包括麻醉药和抗生素等)，第一组哮喘和支气管炎全部治愈，比对照组快得多，并且较少反复发作。（2）有效的疼痛杀手在美国费城，Komblueh博士研究了脑电波的图像，发现负离子能使处于剧痛中的病人的脑电波平静下来。在东北医院，他将高密度的负离子发生器，放到一个突然送来的背部和腿部二度烧伤的工人鼻子和嘴巴前，几分钟后，疼痛己全消失。病人在急救室只呆了半小时，以后每24小时重复处理三次，有85%的，清况下，不需要用止痛的麻醉药。东北医院的RobertMc.Gowan博士说负离于便烧伤创面较快干燥和治愈，并且很少疤痕；它能减少了植皮的需要，使病员较为乐观，睡眠良好。在以后的八个月内，东北医院的外科主任医师Komblueh博士，J.R.Minchart博士等，在试用负离子减轻手术后深度疼痛的试验中，他们将138名手术后第一、二天的病员进行负离子处理。后来Komblueh博士，在伦敦生物气象学会的大会上宣布试验的结果，负离子使79例占总数57%的病员消除或彻底减轻疼痛。Minchart博士说:开始我想这是巫术，现在我深信这是真实的，并且是革命性的创举。(3)阻止癌症的发生香烟含有40种以上致癌的物质，也可以在体内形成自由基，Krueger博士和Smith博士，在对癌症的研究中发现，香烟的烟雾能使气管内壁的纤毛拍打迟缓——我们的气管和支气管内都有纤毛。纤毛在正常情况下，像鞭子似的前后运动，每分钟拍打900次和粘液一起，使呼吸进去的空气，除去尘埃、花粉及其它有害物质，不让它们通过。纤毛运动越快，它的作用越大，但是香烟的烟雾能便纤毛的拍打速度降低至600次/分或更低，粘液的流动也相应降低了，致使病毒、致敏原，以及致癌物质等有可能进入呼吸道的深处及肺脏。试验证明:加高浓的负离子空气，可使纤毛的拍打速度恢复正常，井有可能增速至1200次/分，提高防止有害物质进入体内的能力。研究者们确信，负离子还能刺激网状内皮系统，增强体内抵抗疾病的防卫细胞群体，提高免疫力。（4）清洁空气，消灭细菌和病毒美国农业部研究表明，室内空气离子化后，空气中的尘埃可以减少52%，细菌减少95%。在用负离子发生器处理一家孵卵所的空气时，灰尘去除率平均在81.1-92.2%，并发现空气中沙门氏菌含量也明显减少;用于地下室，可以消除霉味。在瑞士一纺织厂，曾进行一次研究，在二间房间(60'×60')内，都安装了负离子发生器，每个房间内都有22名职工，一个房间的负离子发生器，在研究的全过程始终是打开的，而另一房间则一直是关闭的，虽然这个房间的职工工作时也常到负离子的房间去工作。在整个研究的六个月中，第一个房间的职工，请假的只有22天，而第二个房间的职工，请假的却有64天。在流感流行的一个月内，第一组请病假的只3天，而第二组请病假的却有40天。3、改善睡眠质量，防止偏头痛法国研究人员发现，血液中的复合胺(s医rotonin)一一神经激素，生产过剩，会引起失眠和梦魔，以及发生偏头痛。由于负离子能有效的防止血液中的复合胺生产过剩，所以采用负离子空气清洁器进行处理后，可以明显改善睡眠质量，及防止偏头痛的发生。4、使氧自由基无毒化机体内有适量的自由基，对人体有益无害，因为自由基能参予正常的新陈代谢和贮能作用、防御解毒作用、转化排废作用、抗癌作用等等。如稍有过量，机体可以通过调节机制，对自由基进行减活或排出体外。但若由于电离辐射，感染，吸烟，酗酒等影响，造成体内自由基过度增加，超过了机体的清除限度，则对人体危害不浅，如会破坏蛋白质，损害核酸，破坏细胞膜，加速动脉硬化，降低免疫功能，促使衰老及致癌。由于氧自由基是一种极不稳定的物质，所含电子要比正常状态少，而负离子的外围电子比正常状态多，负离子多出来的电子刚好可以供给缺少电子的氧自由基进行中和，使氧自由基无毒化，避免危害人体健康。通过科学家和医生们的反复实践与验证，至今已证实负离子对促进健康的直接效应有:（1）使细胞活化负离子作用于细胞膜内外钠离子和钾离子的交换，将营养、氧气输送到细胞，排出二氧化碳和废物，使细胞活化。（2）净化血液细胞活化促使新陈代谢活跃，使血液净化，负离子还有直接抑制血清胆固醇的作用，使血脂降低，降低动脉硬化的发病率。（3）恢复疲劳机体疲劳是因为疲劳元素乳酸和焦性葡萄糖在体内积聚形成，负离子能使体液呈弱碱性，新陈代谢活跃，使积聚的疲劳元素充分燃烧，体力迅速恢复。（4）植物神经系统稳定，负离子可以影响植物神经系统的应激功能，调整交感神经和副交感神经，使兴奋和抑制调正到最佳平衡状态，达到防病治病目的。5、增强抵抗力（1）负离子能使植物神经系统功能稳定，稳定情绪，心情愉快，能提高免疫力，战胜疾病创造良好条件。（2）负离子能活跃网状内皮系统功能便血液中丙种球蛋白含量增高，从而提高抗病能力。（3）负离子能改善白细胞的数量和质量，增强白细胞吞噬细菌的功能。6、负离子对肿瘤细胞有抑制作用，Alberfkeurger报道：呼吸含有4000个/cm3负离子的空气，能增加机体的抵抗力。吸入负离子小鼠身上的肿瘤与未吸入负离子的小鼠的肿瘤生长明显受抑制。7、负离子能提高机体对放射性物质以及电磁辐射的抵抗力(机理目前不清楚)。8、镇痛作用。9、改善过敏体质。10、负离子与长寿一方面因为5-羟色胺能加速人体衰老，由于吸入空气负离子后，能降低中枢神经系统内5-羟色胺的含量，因而有抗衰老的作用。另一方面，因为自由基能便蛋白质、核酸，脑磷脂等大分子交联成脂褐质(是使人衰老的元凶)，而负离子能使自由基无毒化，所以有延缓衰老的作用，故有人称负离子为大气中的长寿素。四、负离子技术在纺织品上的应用(一)(一)负离子商品的开发情况[10]进入二十一