摘 要 本文闡述了負(fù)離子添加劑的功能機(jī)理，介紹了其特點(diǎn)及應(yīng)用，并指出了它廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞 負(fù)離子陶瓷添加劑，應(yīng)用

1概述

負(fù)離子陶瓷添加劑可用于各種墻磚、地磚等建筑陶瓷及衛(wèi)生潔具陶瓷產(chǎn)品中，將其添加到陶瓷產(chǎn)品坯體及表面能夠使產(chǎn)品具有抗菌抑菌、持續(xù)釋放負(fù)離子、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線等多項(xiàng)功能，而且添加劑本身能耐高溫達(dá)1300℃，對(duì)產(chǎn)品坯體及釉面的燒結(jié)、表面性狀無(wú)任何影響，其特有的保健功能賦予了陶瓷產(chǎn)品新的市場(chǎng)形象。

負(fù)離子陶瓷添加劑中的主要成分負(fù)離子素是一種晶體結(jié)構(gòu)，屬三方晶系，空間點(diǎn)群為R_3m系，是一種典型的極性結(jié)晶，這種晶體R_3m點(diǎn)群中無(wú)對(duì)稱中心，其C軸方向的正負(fù)電荷無(wú)法重合，故晶體結(jié)晶兩端會(huì)形成正極與負(fù)極，且在無(wú)外加電場(chǎng)情況下，正負(fù)極兩端也不消亡，故又稱“永久電極”，即負(fù)離子素晶體是一種永久帶電體。

“永久電極”在其周圍形成電場(chǎng)，由于正負(fù)電荷無(wú)對(duì)稱中心，即具有偶極矩，且偶極矩沿同方向排列，使晶體處于高度極化狀態(tài)。這種極化狀態(tài)在外部電場(chǎng)為“0”時(shí)也存在，故又叫做“自發(fā)極化”，致使晶體正負(fù)極積累有電荷。電場(chǎng)的強(qiáng)弱或電荷的多少，取決于偶極矩的離子間距與鍵角大小，每一種晶體都有其固有的偶極矩。一般情況下，永久電極分別吸引周圍的異號(hào)電荷，在其表面形成一個(gè)表面電荷層，屏蔽了大部分固有的電極電荷，所以未經(jīng)激活強(qiáng)化的晶體，靜止態(tài)負(fù)離子發(fā)生能力很低，當(dāng)外界有微小作用時(shí)（溫度變化或壓力變化），離子間距和鍵角發(fā)生變化，極化強(qiáng)度就增大，使表面電荷層的電荷被釋放出來(lái)，其電極電荷量加大，電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，呈現(xiàn)明顯的帶電狀態(tài)或在閉合回路中形成微電流。電場(chǎng)強(qiáng)弱可用電極化強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)，電極化強(qiáng)度越大，產(chǎn)生負(fù)離子的能力就越強(qiáng)。因此負(fù)離子陶瓷添加劑是依靠純天然礦物自身的特性，并通過(guò)與空氣、水氣等介質(zhì)接觸而不間斷地產(chǎn)生負(fù)離子，具有抗菌、抑菌作用的功能性保健材料。

2負(fù)離子陶瓷添加劑的功能機(jī)理

2.1 抗菌、抑菌作用

由于負(fù)離子材料周圍有10⁴～10⁷V/m的強(qiáng)電場(chǎng)，細(xì)菌在電場(chǎng)及電場(chǎng)所形成的0.06mA微電流的作用下，被殺死或抑制分裂增生。經(jīng)國(guó)家權(quán)威部門檢測(cè)，負(fù)離子素對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌抑菌率＞99％，而且據(jù)測(cè)定，細(xì)菌大多帶正電荷，在空氣或水中被大量H₃O₂^-包覆或被H₃O₂^-所中和，使其失去了增生與繁殖的條件，進(jìn)一步加強(qiáng)了抗菌、抑菌效果；同時(shí)負(fù)離子材料本身具有的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射能力也使靠遠(yuǎn)紅外線輻射的電磁波能量起到輔助的抗菌、抑菌作用，消除各種因素對(duì)人體的危害，增進(jìn)人體健康。

2.2 發(fā)生負(fù)離子

人們?cè)谏?、瀑布、郊外或雨后?huì)感到空氣清新、呼吸舒暢和輕松愉快，這是因?yàn)榭諝庵胸?fù)離子顯著增多的緣故?？諝庵械呢?fù)離子與人體健康的關(guān)系非常密切，空氣離子是指空氣中帶有正電荷或負(fù)電荷的離子。組成空氣的各種氣體的分子或原子，在濕度、溫度、空氣流動(dòng)的條件下，氣體分子失去外層電子，從而成為帶有正電荷的陽(yáng)離子，游離的電子與另一個(gè)中性分子結(jié)合，成為帶負(fù)電荷的陰離子。大自然形成的陰離子與陽(yáng)離子在正常情況下是一種動(dòng)態(tài)平衡，即在空氣中保持一定的陰陽(yáng)離子比例、小離子與大離子的比例，并保持一定的陰離子濃度，以保證人類及地球生物正常的生育和繁殖。空氣負(fù)離子對(duì)人體健康的好處主要是：使細(xì)胞活性化并加速新陳代謝、凈化血液、穩(wěn)定神經(jīng)系統(tǒng)，使體內(nèi)氧自由基無(wú)毒化，提高人的免疫力。

當(dāng)空氣中的水分子進(jìn)入負(fù)離子素電場(chǎng)空間內(nèi)（一般為半徑10～15μm的球形）會(huì)立即被永久電極電離，發(fā)生H₂O→OH^－+H⁺的反應(yīng)，由于H⁺移動(dòng)速度很快（H⁺的移動(dòng)速度是OH^－的1.8倍），它迅速移向永久電極的負(fù)極，吸收一個(gè)電子，變?yōu)镠2逸散到空氣中（2H⁺+2e→H²↑）；而OH^－則與另外的水分子形成H₃O₂^－負(fù)離子。H₃O₂^－分子模型為：

這種變化只要空氣濕度不為零就會(huì)不間斷地進(jìn)行，形成負(fù)離子（H₃O₂^-）永久發(fā)射功能，而不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)引發(fā)其它副作用。實(shí)踐證明，負(fù)離子素置于密封玻璃罐內(nèi)，隨時(shí)間變化，罐內(nèi)氫氣（H₂）分壓增加。

2.3發(fā)射遠(yuǎn)紅外線

負(fù)離子陶瓷添加劑是一種對(duì)人體健康非常有益的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射材料，它的單元體的正、負(fù)電荷無(wú)對(duì)稱中心，即具有偶極矩，當(dāng)它們做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的偶極矩發(fā)生變化，即熱運(yùn)動(dòng)使極性分子激發(fā)到更高的能級(jí)，當(dāng)它們向下躍遷時(shí)把多余的能量以電磁波的方式放出。人體吸收遠(yuǎn)紅外線最佳波長(zhǎng)為9.6μm，而負(fù)離子陶瓷添加劑發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)在 2～18μm范圍內(nèi)，并且輻射功率發(fā)射密度為0.04W/cm²，比人體細(xì)胞能量密度0.03W/cm²略高，以上數(shù)據(jù)可充分證實(shí)，負(fù)離子陶瓷添加劑發(fā)射的遠(yuǎn)紅外線與人體協(xié)調(diào)很好，可被人體全部吸收。

3負(fù)離子陶瓷添加劑的應(yīng)用

負(fù)離子陶瓷添加劑由多種天然礦物經(jīng)科學(xué)配比，再經(jīng)過(guò)溶膠離子粉碎、機(jī)械復(fù)合、電子束激活等高科技手段加工而成。陶瓷添加劑是顏色為白色的超微粉，d₅₀＜1μm，其特點(diǎn)是：（1）用量少：按陶瓷產(chǎn)品表面積計(jì)算，每平方米陶瓷產(chǎn)品表面的釉料、樹脂等材料中添加18～20g負(fù)離子陶瓷添加劑，就可以使陶瓷產(chǎn)品具有抗菌抑菌、發(fā)射負(fù)離子等功效；（2）效果顯著：負(fù)離子陶瓷添加劑抗菌抑菌率＞99％，靜態(tài)持續(xù)發(fā)射負(fù)離子＞4000個(gè)/s·cm²（依據(jù)溫度、濕度和空氣流動(dòng)性不同負(fù)離子濃度有一定變化）；（3）耐高溫：負(fù)離子陶瓷添加劑本身耐高溫達(dá)1300℃，對(duì)產(chǎn)品釉面燒結(jié)及表面性狀無(wú)任何影響。

4結(jié)語(yǔ)

負(fù)離子陶瓷添加劑以其獨(dú)有的多種健康特性成為陶瓷行業(yè)不容忽視的功能助劑，負(fù)離子功能陶瓷產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，為陶瓷行業(yè)提供了提升產(chǎn)品檔次、擴(kuò)大市場(chǎng)份額、提高企業(yè)知名度的機(jī)遇，更主要的是負(fù)離子陶瓷產(chǎn)品為人們的日常生活提供了一種實(shí)際的、全新的、多方位的健康呵護(hù)。相信負(fù)離子陶瓷產(chǎn)品在我國(guó)將會(huì)得到更高更快的發(fā)展，為切實(shí)提高人們的生活品質(zhì)和生活質(zhì)量發(fā)揮作用。