电气石纳米材料在卫生保健纺织品领域的应用
电气石的特性及其在健康与环保领域的新用途
电气石的特性及其在健康与环保领域的新用途摘要：电气石具有永久性自发极化效应，其极化值不受外界电场影响。
已经证实电气石颗粒周围存在静电场，而且电气石颗粒能够释放负离子和发射远红外线。
利用电气石的这些性质，可将电气石应用于环境与健康领域，如水处理环保涂料及健康衣料等。
因此电气石是一种很有前景的天然绿色环保材料。
关键词：电气石；环保与健康；应用电气石具有独特的电学性质，是指其既有压电效应又具有热电效应的性能，这是由其特殊的晶体结构决定的。
电气石晶体内部结构具有唯一的极轴（也称电轴），其方向与晶体柱状延长方向一致。
当压力或温度变化时，其内部由于总电矩发生变化，在极轴方向的两端产生符号相反数量相等的电荷，构成静电场——自发极化效应，前者称为压电效应，后者称为热电效应。
电气石各种新用途的开发应用，都是基于这一特性为依据的。
研究表明，电气石具有产生负离子，产生生物电级微电流及发射远红外等性能，对人体健康与环境保护有极其重要的作用。
一、电气石发射远红外线的特性电气石具有压电效应和热电效应的双重特性，当压力、温度变化时，其晶体内部质点发生强烈振动，产生波长4～l 4um，发射率0．92以上的远红外辐射。
人体是一个天然辐射体，同时又是一个良好的吸收体。
人体对远红外线的吸收有2．5～4um，5．6～lOum两个吸收峰。
根据匹配理论，当红外线波长和被辐照物体的吸收波长相对应时，物体分子产生共振吸收。
电气石发射4～14um的远红外线，恰好与人体吸收相匹配，形成最佳吸收。
因此，电气石发射远红外的特性，在医疗保健方面得到广泛的应用。
二、电气石在人体健康方面的作用促进和改善血液循环.电气石远红外线作用于皮肤后，大部分能量被吸收转换为热能，引起皮温升高，刺激皮肤内热感受器，通过丘脑反射，使血管平滑肌松弛血管扩张，血液循环加强。
另一方面，由于热效应，引起血管活性物质的释放，血液循环得以改善。
需要特别强调的是，关于改善微循环的作用。
纳米材料及其在纺织上的应用
纳米材料及其在纺织上的应用1、前言纳米科学技术是20世纪80年代末期新崛起的一门高新技术。
1990年第一届国际纳米科学技术会议在美国召开，标志着纳米科学的诞生。
纳米材料科学的产生，标志着材料科学的发展进入了一个新的层次。
在未来20～30年内，纳米技术将对人类社会产生深刻的影响。
纳米技术在机械、电子、材料、光学、化工、医药等诸多领域已得到广泛的应用。
纳米科技主要包括：纳米材料的研制、与纳米结构探测表征相关的仪器设备和制造技术、超微细精密加工技术三个方面。
纳米技术在纺织领域，如（1）制造纺织新原料、（2）改善织物功能等方面，都有着较大的开发价值和发展前途。
纳米(Nanometer)是一种长度计量单位，1纳米=10-9米，一个原子约为0.2～0.3nm。
纳米结构是指：尺寸在1～100nm的微小结构。
纳米技术是在100nm以下的微小结构上对物质和材料进行研究处理，即用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米材料是一种全新的超微固体材料，它是由尺寸为1～100nm的纳米微粒构成的。
纳米材料的特征：是既具有纳米尺度(l～100nm)，又具有特异的物理化学性质。
纳米微粒是由数目较少的原子和分子组成的原子群或分子群，它是介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域，是一种典型的介观系统。
2、纳米微粒的效应2.1表面和界面效应表面和界面效应是指纳米微粒表面原子与总原子数之比随纳米微粒尺寸的减小而大幅度增加，粒子的表面能及表面张力也随之增加。
因此纳米微粒具有很强的化学反应活性。
2.2小尺寸效应小尺寸效应是指纳米微粒尺寸减小，粒子内的原子数减少而造成的效应。
粒子的声、光、电、磁、热力学性质等均会呈现出新的特性，为实用技术开拓了新领域。
2.3量子尺寸效应量子尺寸效应是指当粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象。
它导致纳米微粒的磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性的显著不同。
3、纳米材料的特性3.1光学特性与晶体相比，纳米材料对光的吸收能力增强，表现出宽频带、强吸收、反射率低等特点。
纳米科技在纺织品卫生保健中的应用技巧
纳米科技在纺织品卫生保健中的应用技巧随着科技的发展，纳米科技正逐渐渗透到我们生活的方方面面。
纳米科技在纺织品行业的应用尤为引人注目，它为我们带来了许多卫生保健方面的创新。
纳米技术能够为纺织品赋予抗菌、防臭、除螨等功能，从而提高纺织品的卫生性能。
本文将介绍纳米科技在纺织品卫生保健中的应用技巧。
一、纳米抗菌技术纳米抗菌技术是纳米科技在纺织品卫生保健中的重要应用。
纳米银颗粒是目前广泛应用于抗菌纺织品的一种纳米材料，它能够抑制细菌生长、降低致病菌的传播，并有效防止纺织品的细菌污染。
这种技术不仅可以应用于医用纺织品，如口罩、手术衣等，还可以应用于日常生活中的衣物、床上用品等。
纳米抗菌技术能够显著提高纺织品的卫生性能，保护人们的健康。
二、纳米除螨技术纳米科技的另一个重要应用是纳米除螨技术。
螨虫是导致许多人患有过敏性疾病的常见原因，尤其是在床上用品中。
纳米除螨技术利用纳米材料制备纺织品，在表面形成一层微小的纳米薄膜，可以有效阻止螨虫的滋生和繁殖，从而减少对人体的危害。
这种技术的应用不仅改善了纺织品的卫生条件，也提高了人们的生活质量。
纳米除螨技术特别适用于被子、床垫等床上用品，可以有效减少螨虫引起的过敏反应。
三、纳米防臭技术纳米科技还可应用于纺织品的防臭功能。
纳米技术通过在纺织品表面引入特殊的纳米材料，如金属氧化物纳米颗粒等，形成一层保护膜，可以吸附和分解空气中的有害气体和臭味分子。
这种纳米防臭技术可以应用于运动服、内衣等容易产生异味的纺织品，保持纺织品的清新和卫生。
四、纳米温度调适技术纳米科技在纺织品卫生保健中的另一个应用是温度调适技术。
纳米温度调适技术利用纳米材料的特殊性质，可以使纺织品在不同的温度环境下保持舒适的感觉。
这种技术可以帮助人们在夏季保持凉爽，冬季保持温暖，有效提高纺织品在不同季节的穿着舒适度。
纳米温度调适技术可以应用于服装、家纺等领域，提升纺织品的卫生保健效果。
总结起来，纳米科技在纺织品卫生保健中的应用技巧涵盖了抗菌、除螨、防臭和调温等方面。
纳米材料在纺织品行业的应用前景
纳米材料在纺织品行业的应用前景从古至今，纺织品一直是人们的主要需求之一。
过去，人们对纺织品的追求主要在于其外观和舒适性。
然而，随着时代的发展，人们对纺织品的需求也发生了改变。
如今，人们希望纺织品具有更多的功能性，以满足不同的需求。
纳米材料作为一种新兴的技术，被广泛研究和应用于纺织品行业，并为纺织品开辟了更广阔的应用前景。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物特性，使其成为纺织品行业的理想选择。
首先，纳米材料的特殊表面积和结构使其具有优异的性能。
例如，纳米银颗粒可以在纺织品表面形成一层微米级的保护层，起到抗菌和除臭的效果。
纳米氧化锌可以吸收紫外线，为纺织品提供更好的防晒效果。
此外，纳米材料还可以具有防水、阻燃、抗静电等功能，使得纺织品更加耐用和安全。
其次，纳米材料还可以赋予纺织品新的功能。
例如，纳米材料可以制备出具有自清洁功能的纺织品，使其不易污染和污渍易清洁，降低了纺织品的维护成本。
纳米纤维也可以用于制备具有高效过滤功能的纺织品，如口罩、过滤器等，有助于提高人体生活质量。
此外，纳米材料还可以用于制备智能纺织品，如温度控制纺织品、光纤传感纺织品等，可以根据环境变化自动调整温度或监测健康状况。
纳米材料在纺织品行业的应用前景非常广阔。
首先，纳米材料可以使纺织品具有更好的性能，提高其附加值。
目前，市场上已经有不少使用纳米技术的纺织品，如抗菌袜、防晒衣等。
随着技术的不断发展，纳米技术将进一步改善纺织品的性能，并满足人们不断变化的需求。
其次，纳米材料还能够推动纺织品行业的创新发展。
通过纳米技术，纺织品可以实现更多的功能，如智能感应、柔性可穿戴等。
这些新颖的纺织品不仅可以满足消费者的需求，还有利于刺激市场增长和行业创新。
与此同时，纳米材料的应用还可以促进纺织行业与其他行业的跨界合作，为产业链的整合和升级提供更多可能性。
另外，纳米材料在纺织品行业的应用还有助于改善环境和健康。
例如，纳米材料可以使纺织品具有抗菌功能，减少病菌传播的风险。
纳米材料在纺织行业中的实际应用方法
纳米材料在纺织行业中的实际应用方法随着科技的不断发展，纳米技术应用在各个领域中的重要性日益凸显。
在纺织行业中，纳米材料的应用正逐渐改变着传统纺织工艺并实现了许多新的功能。
一、防污功能在纺织行业中，广泛使用的纳米材料中的微米纳米的微观结构使其具备了出色的防污功能。
纳米材料的表面可以形成一层特殊的纳米结构，使得污渍难以附着在纤维上。
这种特性使得织物表面能够自洁，京剧等飽歌能够形成水滴的特性能迅速从纤维表面上滚落，从而避免了很多繁琐的清洗工作。
二、抗菌功能纳米材料在纺织行业中的另一个实际应用方法是提供抗菌功能。
由于纳米材料的微妙构造，使得其表面能够破坏细菌的细胞结构，有效地杀灭和抑制细菌的生长。
因此，纳米材料被广泛应用于医疗纺织品，如手术服和口罩等，以减少传染病的风险。
此外，抗菌纤维还可以应用于日常生活中的床上用品和衣物中，以提高卫生标准和减少细菌滋生的可能性。
三、调湿功能纳米材料的特殊结构使其在调节湿度方面具有优势。
许多纳米纤维具有调湿功能，能够吸收空气中的水分并在需要时释放水分，从而保持人体的舒适度。
这种调湿功能使织物具有良好的透气性和排汗功能，可以提高人体在运动中的舒适感。
四、防辐射功能纳米材料在纺织行业中的实际应用还包括防辐射功能。
纳米材料可以吸收或反射来自电磁辐射的能量，从而保护人体免受辐射的损害。
这种功能使得纳米材料广泛应用于抗辐射服装和防护用品中，以保护人体健康。
五、防火功能纳米材料还可以为纺织品提供防火功能。
纳米材料能够在高温下形成防火层，阻止火焰蔓延。
这使得纳米材料很适合应用于防火衣物和装饰品，从而提高人身安全。
当然，纳米材料在纺织行业中的应用方法还远不止以上所述。
纳米材料的独特性质和可调控性使得纺织品的功能和性能得以升级。
在实际应用中，纳米材料可以合成为纳米纤维，并与纺织品原料进行混合，也可以通过表面处理技术将纳米颗粒固定在纺织品表面。
此外，纺织工艺中的纳米涂层和纳米喷涂等方法也可以实现纳米材料在纺织品上的应用。
纳米技术在纺织品领域的应用与优势
纳米技术在纺织品领域的应用与优势随着科学技术的不断进步，纳米技术在各个领域发挥着越来越重要的作用。
尤其是在纺织品领域，纳米技术的应用已经引起了广泛的关注和研究。
本文将探讨纳米技术在纺织品领域的应用与优势，并展望未来的发展趋势。
纺织品是我们日常生活中不可或缺的一部分，在服装、家居、医疗和军事等领域都有广泛的应用。
而纳米技术的引入为纺织品带来了许多新的机遇和挑战。
纳米技术指的是在纳米尺度（即10^-9米）下对物质进行精确设计和控制的技术。
通过控制材料的结构和性能，纳米技术可以改善纺织品的功能性能、舒适性和耐久性。
首先，纳米技术在纺织品领域的应用可以改善其功能性能。
通过将纳米颗粒或纳米材料嵌入纺织品中，可以赋予其防水、防污、阻燃和防紫外线等功能。
例如，纳米涂层可以使纺织品具有超级疏水性，使水分无法渗透到织物中，从而保持身体的干燥和舒适。
此外，纳米技术还可以改善纺织品的阻燃性能，使其更安全可靠。
这些功能性能的提升可以增加纺织品的附加值，并满足人们对高品质纺织品的需求。
其次，纳米技术可以改善纺织品的舒适性。
纳米技术可以使纺织品具有透气性、抗菌性和抗静电性等特点。
通过在纺织品中添加纳米孔隙或纳米材料，可以实现透气性的提升，促进空气和水分的流通，提高穿着的舒适感。
同时，纳米技术还可以使纺织品具有抗菌和抗静电的功能，有效减少细菌滋生和静电积聚，提高穿着的卫生性和舒适度。
这些改进可以带来更好的纺织品使用体验，提高人们生活质量。
另外，纳米技术在纺织品领域还具有优势。
首先，纳米技术可以提高纺织品的耐久性。
纳米材料具有独特的力学、热学和化学性能，可以增强纺织品的耐磨性和耐久性。
例如，将纳米陶瓷颗粒添加到纺织品中可以提高其耐撕裂性和耐磨性，延长使用寿命。
其次，纳米技术可以实现纺织品的可持续发展。
纳米技术可以减少材料的使用量和能源消耗，并提高纺织品的回收利用率。
例如，纳米技术可以制备纳米纤维，降低纺织品生产中对原料的需求，减少资源浪费，并实现循环利用。
纳米材料在纺织品领域中的应用
纳米材料在纺织品领域中的应用随着人们对于健康和环保意识的逐渐提高，纺织品材料的要求也变得越来越高。
同时，纳米技术在各个领域的广泛应用也促进了纳米材料在纺织品领域中的开发和应用。
纳米材料不仅能够提高纺织品的性能，还可以拓展其应用领域，让纺织品更好地满足消费者的需求。
一、纳米纤维素纳米纤维素是一种基于天然纤维素的纳米材料，其特点在于具有很高的比表面积和化学活性，可以被用来制备各种形式的纤维素基材料，如纳米纤维纸、纳米纤维素糊和纳米纤维素凝胶等。
纳米纤维素可以通过无机氧化物的作用来制备，如钙、铜和铁等，也可以通过化学交联来获得。
先进的纳米纤维素技术，使得纳米纤维素不仅可以廉价地生产，而且这种材料可以反复再生利用，降低了生产和使用的成本。
目前，纳米纤维素已经被广泛应用于纺织品领域，以提高纺织品的性能和质量。
例如，纳米纤维素可以用来制备防水和防尘膜层，还可以用来制备高透气性的织物和高清洁性的纺织品，广泛应用于工业和医疗用品中。
二、纳米金属材料纳米金属材料是指金属颗粒的尺寸在1-100纳米之间的材料。
纳米金属材料具有很高的比表面积和化学反应活性，可以被用于制备各种纺织品，如织布、纺线等。
纳米金属材料可以通过几种不同的方法制备，包括电化学法、溶液法和气相沉积法等。
其中，气相沉积法是一种常用的制备方法，它可以获得纳米金属性质优良的材料。
纳米金属材料在纺织品领域中的应用也十分广泛。
例如，在工业领域中，纳米金属材料可以用于制备电磁屏蔽材料、抗静电复合材料、防辐射材料以及抗电污染纺织品。
在医疗领域，纳米金属材料可以用于制备高效抗菌和杀菌剂。
三、纳米氧化物材料纳米氧化物材料是指氧化物颗粒的尺寸在1-100纳米之间的材料。
纳米氧化物材料具有很高的比表面积和化学反应活性，可以被用于制备各种纺织品，如涂层、纺纱、织布等。
纳米氧化物材料可以通过几种不同的方法制备，如溶液法、气相沉积法和球磨法等。
这些制备方法可以获得高度稳定、高度分散和具有优异性能的纳米氧化物材料。
纳米科技在纺织品领域的实际运用案例
纳米科技在纺织品领域的实际运用案例纳米科技在纺织品领域的应用一直备受关注。
由于纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，使得纳米科技在纺织品行业中广泛应用，为纺织品的性能和功能提供了新的可能性。
在这篇文章中，我们将介绍纳米科技在纺织品领域的几个实际应用案例。
首先，纳米科技为纺织品的防水性能提供了新的解决方案。
传统的防水涂层在长时间使用后会磨损，导致防水性能下降。
然而，利用纳米材料制备的防水涂层具有超疏水性能，即使经过长时间使用，纺织品表面也能保持很强的防水效果。
例如，瑞典科技公司P2i开发了一种基于纳米涂层的防水技术，可以将纳米颗粒附着在纤维表面上，在微观层面形成防水层，有效抵御水分渗透。
其次，纳米科技也改善了纺织品的防污性能。
通过将纳米颗粒与纺织品纤维融合，可以形成一种抗污染的涂层。
这种涂层可以阻止液体和污垢在纤维表面的渗透，使得纺织品更加耐污染，容易清洁。
比如，德国公司Nano-Tex开发了一种基于纳米颗粒的纺织品涂层技术，使得纤维表面可以抵抗液体、油脂和污渍等的侵蚀。
此外，纳米科技的应用还可以提升纺织品的抗菌性能。
许多纳米颗粒具有抑制细菌生长的特性，可以应用于制造抗菌纺织品。
这对于用于医疗保健和运动服装等领域的纺织品尤为重要。
瑞士公司HeiQ研发的一种抗菌涂料可以附着在纤维表面，释放出破坏细菌细胞壁的银离子，有效地抑制了细菌的繁殖和传播。
另外，纳米科技还改善了纺织品的透气性能。
通过将纳米孔隙引入纺织品纤维中，可以增加纺织品材料的气孔结构，提高透气性。
这对于户外运动服装和运动鞋等产品具有重要意义。
美国耐克公司开发了一种纳米材料，可以将纳米孔隙纳入纤维中，使得运动服装在保持防雨性能的同时，提供良好的透气性能。
此外，纳米科技还赋予纺织品独特的光学效果。
纳米颗粒可以改变光波的传播方式，使纺织品呈现的颜色和光泽有所差异。
这种功能被广泛应用于纺织品设计领域，为纺织品增添了独特的视觉效果。
例如，日本公司Toray开发了一种基于纳米颗粒的光学薄膜，可以在不同角度下呈现不同的颜色，创造出立体、变幻的光学效果。
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电气石纳米材料在卫生保健纺织品领域的应用刘 强,陈衍夏,施亦东,季 莉(四川大学轻纺与食品学院,四川成都610065)摘 要:论述了电气石永久自发产生负氧离子和远红外线辐射的机理与功能,并介绍了其在卫生保健纺织品领域的应用和发展前景。
关键词:功能性整理;负氧离子;远红外线;纳米技术;应用中图分类号:TS1951583 文献标识码:A 文章编号:1000-4017(2004)07-0016-04Application of nanometer2tourmaline in the health2care textilesLI U Qiang,CHE N Y an2xia,SHI Y i2dong,J I Li(The College o f Light Industry,Textile and Food o f Sichuan Univer sity,Chengdu610065,China)Abstract:This article explains the mechanism and function of the tourmaline which can release negative ions and emit far2infrared light permanently and spontaneously,as well as tourmaline’s application and developmental pro spect in the health2care textile.K ey w ords:functional finish;negative ion;far infrared ray;nano technology;apply1 前言随着科学技术的不断发展,生活水平的不断提高,人们对衣着、服装的功能性也越来越重视。
服装不再只具有遮羞、防寒的作用,抗菌、远红外线保健,防紫外线等功能性纺织品更多地受到人们的喜爱。
电气石由于具有自发产生负氧离子、远红外线辐射和电磁屏蔽等特性,在纺织品的复合功能化和绿色环保化的发展趋势中正日益显露出广阔前景。
2 电气石及其特性2.1 电气石电气石是以含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐矿物质,化学式为NaR3Al6Si6B3O27(OH)4。
其中Na可局部被K和Ca代替,OH可被F代替,但没有Al代替Si的现象。
R位置同质多相广泛,主要有4种组分:R=Mg镁电气石、R=Fe黑电气石、R=Li+Al 锂电气石,R=Mn钠锰电气石,且随产地而不同[1,2]。
表1、2[3]是不同产地的电气石的特征和化学组成,其化学组成随产地和矿区的不同有很大变化。
电气石的晶体结构为三方晶系,基本特点为硅氧四面体组成复三方环。
硼(B)配位数是3,组成平面三角形;镁(Mg)配位数是6(其中两个是OH-),组成八面体,与〔BO3〕共氧相连;在硅氧四面体的复三方环上方的空隙中有配位数为9的一阶阳离子钠分布;环间收稿日期:2003-12-17作者简介:刘 强(1977-),男,四川大学纺织化学与染整工程专业硕士研究生,主要从事纺织品功能整理的研究工作。
表1 不同产地电气石的表观特征样品编号样品产地颜色密度(g/cm3)折射率(%)A云南龙陵黑色电气石黑色 3.24 1.624～1.648 B湖南新化矿区黑色电气石黑色 3.20 1.623～1.646 C内蒙古乌拉特中旗黑色电气石黑色 3.17 1.620～1.643 D新疆阿尔泰矿区黑色电气石褐黑色 3.12 1.618～1.640 E新疆阿尔泰宝石级电气石浅灰蓝色 3.08 1.613～1.633 F天津产红外陶瓷粉体白色表2 不同产地电气石的化学组成化学组成样品编号 A B C D E S iO2T iO2Al2O3Fe2O3FeOCaOM gOMnOCuOZnOK2ONa2O总计41.330.5231.116.4410.990.892.390.512.952.100.150.5799.9539.280.9833.665.2610.950.872.360.252.962.000.560.98100.1140.980.0634.305.568.432.291.851.281.471.750.251.88100.1043.140.2530.824.666.431.253.892.551.841.880.542.98100.2141.600.5339.050.380.162.087.163.450.823.95100.18以〔AlO6(OH)〕八面体相连结。
电气石晶体呈柱状,集合体呈棒状[1-4]。
颜色随组分不同而异。
2.2 电气石的自发极化效应试验证实,电气石晶体在沿其三次对称轴的两端会积聚一定量的异性电荷,产生异性两极;与一般只有放入电场才会产生电极化“诱电体”不同,电气石不放入电场中,矿石本身也会产生电极化,其电极不受外界电场影响[5]。
Voigt检测了室温下电气石晶体的自发61化极值,得到P s=0.011μC/cm2。
一般认为,极化电荷的产生是由电气石具有的热电性和压电性引起的。
当电气石晶体所处环境温度与压力变化时,晶体中带电粒子之间发生相对位移,正负电荷中心发生分离,晶体总电矩发生变化,从而产生极化电荷[6]。
电气石的自发极化效应是永久的,与其结构和组分密切相关。
3 电气石在纺织品中的应用3.1 具有自发产生负氧离子的纺织品3.1.1 电气石产生负氧离子的机理根据大地测量学和地球物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论,空气负离子(即负氧离子)的分子式是O2-(H2O)n、或OH(H2O)n、或C O4-(H2O)n。
电气石永久释放负离子的机理目前有几种解释。
其中之一是归因于电气石对水的电解作用。
电气石具有永久性自发电极,这种电极能使其周围空气中的水分子发生微弱的电解作用;H2O电解为OH-和H+,氢离子在电气石电极之间的微弱电流中得到电子:2H++2e→H2↑氢氧根离子与水分子结合形成空气负离子:OH-+nH2O→OH-(H2O)n根据这种理论,电气石释放负离子的浓度与其自发极化效应强弱有关,必要条件是空气中的水分[6,7]。
由于电气石具有压电性和热电效应,因此在温度、压力变化的情况下,能引起电气石晶体的电势差,使周围的空气发生电离,被击中的电子附着于邻近的水和氧分子,并使其转化为空气负离子,即负氧离子。
发生的负氧离子在空气中移动,将负电荷输送给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等,电荷与这些微粒相结合,从而达到净化空气的目的[6,18]。
3.1.2 负氧离子的功效预防医学科学研究证明,空气中负离子含量是衡量空气质量好坏的关键。
对生物来说,空气中的负离子像食物中的维生素一样重要,称之为“空气维生素”、“长寿素”[8]。
科学研究发现,负氧离子能与细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合,并聚集成球落到地面,从而起到杀菌和消除异味(香烟烟雾、装修材料中释放出的有害气体所产生的异味等)的作用。
当室内空气中负氧离子的浓度达到200000个/cm3时,空气中的飘尘量会减少98%以上。
飘尘直径越小,越易受负氧离子作用而被沉淀,所以在含有高浓度负氧离子的空气中,直径在微米以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零。
因此,负氧离子的多少是衡量空气是否清新的重要标准之一[9]。
世界卫生组织的规定,当空气中负氧离子浓度不低于1000～1500个/cm3时,被视为是清新空气。
负氧离子优良的除臭性能,可保持良好的生活空间,并可释放出人体需要的多种微量元素,有利于人体健康。
同时负氧离子可通过对人体呼吸道或皮肤的刺激引起其神经反射,并影响身体各系统,从而起到促进新陈代谢、预防流感、增强机体抗病能力和恢复人体平衡的功效等[10]。
3.1.3 负氧离子纺织品电气石能够自发地产生负氧离子,穿着经过电气石微粒整理后的服装,可在人体周围形成负氧离子的聚集。
且电气石是永久性释放负离子的天然矿物材料,与人工获得负离子的方法相比,电气石释放负氧离子不耗能,不产生臭氧和活性氧,制成的服装或者装饰用纺织品,可以改善周围大环境和人体小环境的空气质量,是理想的绿色环境友好材料[6]。
由于电气石的热电性,将改性电气石微粒添加到化纤中,制成各种负氧离子纺织品,在服用过程中与人体水分子及周围空气中的水分子发生电解作用,产生负氧离子,与空气中带正电荷的有害混合物中和,使人感到舒服;同时也可与人体分泌物、身体上的寄生物及有害细菌结合,起到杀菌、除臭的功效。
据日本纤研新闻报道[11],日本松下电器与一家矿石研究所合作,采用纳米级电气石和一种激发剂混入聚酯原液中生产出特殊涤纶,共同开发出一种在“静置”条件下能源源不断产生负氧离子的织物;日本日清纺新推出的负氧离子产品“I ONAGE”,是将放射性矿石(电气石)微粉化后,混炼加入附着在织物上;日本仓敷只将放射性矿微粉与远红外矿石粉分层附着在织物上,以提高织物的负离子化效果,生产出“H O LIC”织物,其A4纸大小的织物在空气中产生的负离子为150个/cm3,接近森林中负离子的效果。
目前国内河南新乡白鹭化纤集团成功开发出粘胶负离子功能纤维,有长丝、短纤两大系列产品[12]。
3.2 发生远红外的保健纺织品3.2.1电气石发生远红外的机理红外线是电子波谱的一部分,其波长为0.76～1000μm,介于可见光与微波之间。
按波长不同又分为近红外(0.76～1.50μm)、中红外(1.5～5.6μm)、远红外(8～14μm)和超远红外(15～1000μm)[13,14]。
电气石能自发产生红外线的现象与其电学性质有关。
如前所述,电气石同时具有显著的压电性与热电性,即使在常温下,一旦环境压力或温度发生微弱变71化,其内部分子振动增强,偶极矩发生变化,即热运动使极性分子激发到更高的能级,当它向下跃迁至较低能级时,就以发射电磁波的方式释放多余的能量,其余的能量以光子形式被带走。
因此,电气石向外界发射电磁波的动力来自于外界环境温度与压力的变化,该过程实质上是电气石与环境之间的能量交换[5,6]。
3.2.2 电气石的保健理疗功能根据基尔霍夫定律可知,红外吸收的机理主要是光谱匹配共振吸收,即当辐射源的辐射波长与被辐射物的吸收波长相一致时,该物体就吸收大量的红外辐射。
在红外辐射下,人体支配小动脉和毛细血管的交感神经张力降低,小动脉和毛细血管扩张,出现主动性充血,体温升高[15]。
表3 不同产地天然黑色电气石的比辐射率值样品编号AB C D E F ε1ε2ε3ε4ε5ε6ε7ε80.900.910.910.910.920.910.900.900.900.910.920.920.920.910.910.900.910.920.920.930.920.910.920.910.920.930.930.940.930.940.920.920.910.910.900.910.900.910.900.890.910.920.910.920.910.920.930.90 注:表中ε1为全波长积分发射率;ε2为8～25μm 积分发射率;中心波长(带宽1μm );ε3为8.45μm ;ε4为9.50μm ;ε5为10.60μm ;ε6为12.50μm ;ε7为13.50μm ;ε8为14～25μm 。