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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）n
H3O2·
（H2O）n
（H30）+（H2O）n
OH·
0+（H2O）n
02·
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0.01µ
m-1Oµ
m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
10000-20000
5000-10000
1000-5000
400-1000
100*-1000
400-600
200-400
100*
40-50
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"
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]
进入二十一世纪以来，世界经济仍处于低迷状态，日本的经济情况也不佳，可是在日本市场上标有负离子的商品却一枝
独秀。
首先登场的是家用电器，如夏普（Sharp）、东芝、松下电工、松下电气产业、三洋电机和日立制作等一些著名公司纷纷推出了负离子空调机、冰箱、和空气清净机等新产品。
一股负离子热浪很快在日用品，纺织品、文体用品等方面得到了响应；
甚至连超市也参与了负离子商品的开发，其声势远远超过十多年前的远红外线商品开发的情况。
据称：
参与开发负离子产品的企业已超过1000家，市场规模突破1000亿日元。
从电子图书馆检索以负离子为关键词的专利申请数量来看；
自1993年以来共有698件，其中属专利的为567件，实用
技术为131件;
如以具体内容分析，与纺织品关系较密切的寝装、寝具类33件，纤维类32件。
同样，以远红外线为关键词的专利申请有3843件，其中属专利的为2974件，实用技术869件。
可是，在远红外线的3843件中有143件是以负离子为申请内容的。
由此可见，负离子技术与其它技术复合已成为开发新一代商品的途径了。
日本染织经济新闻社纺织印染信息网，在"
负离子整理呈酣战状态"
标题中，在日本负离子整理已从助剂开发，试生产走向与多功能整理的发展阶段。
例如:
SakaiNagoya生产的具有负离子效果，耐久吸水性和抗紫外线的产品，MioUV、QⅡ已投放市场。
锺纺（Kanebo）公司在开发负离子纤维的基础上，又添加了药草（herb）萃取液生产新的"
Ione"
纤维。
为了规范负离子商品的市场，日本已成立了日本负离子应用学会（由东京大学医学部山野井升博士任会长）和日本机能
性离子协会（由东京理科大学中江茂教授任会长）为促进新产业的健康发展，同时将着手建立标准的测试方法，试测仪器的评估等工作。
（二）
（二）
负离子技术在纺织品上的应用负离子技术应用于纺织品，主要有二种形式:
一种是制成负离子纤维，另一种是制成负
离子功能整理剂，施加到纺织品上，兹将两种形式简述于后:
1、负离子纤维
如前述锺纺公司开发的"
Ionsafe"
纤维，是将一种含有天然的能释放负离子矿石细粉加入腈纶纺丝液制成的。
由于矿石细粉均匀分散在纺丝液中，制成纤维后矿石细粉分布也均匀，经纺织染整加工以及翻复洗后，仍能保持释放负离子功能。
据称"
主要与棉混纺，作春夏服饰等。
该公司另一产品为"
IonMasonicA"
是一种释放负离子和能发射远红外线的纤维，用于秋冬服饰。
国内，上海正宇高科技有限公司，在引入国外技术，将托玛琳粉碎成超细粉后，植入短纤维中，便原来的纤维能产生出与人体相匹配的红外线和大量的负离子，据称此种纤维的红外发射率在0.70以上，负离子发生量在2000个/cm3以上。
其它如上海月季化学纤维有限公司、吉林化纤、齐鲁化纤、新乡白鹭化纤集团技术中心开发了负离子粘胶纤维，中国石化集团中原勘探局舒普凡化纤开发了一系列功能性细旦丙纶低弹丝，其中也有负离子纤维。
2、负离子功能整理剂，
将能释放负离子的天然矿石或低辐照剂量的放射性矿石，经设法粉碎成超细微粉，一般要求50%微粒粒径在1µ
m以下，最大颗粒粒径不超过5μm，便可用以制备负离子功能整理剂的基础原料，然后配成一定浓度的整理剂。
（1）会释放负离子的天然矿石，常用的又有两种；
1）一种是古代海底矿物，即硅藻土是白色水成岩，轻质、多孔、是硅藻属的壳埋没堆积在地层，经地壳变动隆起于地表的矿物，其主要化学成份是含有硅、铝和铁等氧化物，据称其孔径约为500Å
，此表面积约达37.8M2/g，其形成可追溯至1800万年以前。
硅藻土的优异的吸附性和良好的化学惰性，在过滤材料，保温材料，催化剂载体和功能填料等方面获得广泛应用。
而硅藻土能释放负离子特性在纺织品和养生保健用品万面，可以说正在探索开发中。
2）另一种是电气石，又名托玛琳（Tourmaline），是由于它带电而称谓电气石的。
关于电气石的种类，化学结构等本文从略，有兴趣者可查阅有关文献[11,12,13]，仅将其与释放负离子有关的电学性能简单叙述于后。
电气石可视作是极性结晶体，即使不放入电场中，矿石木身也有电分极现象；
即自然地在一端产生"
正极"
，另一端生成"
负极"
而且，这种正极和负极常常处于不稳定状态，使产生电位差，电子不断从负极流向正极，这种电子的流动就是电气石带静电由来。
产生上述现象的原因?
这是宇宙空间中不断地有带电"
基本粒子"
撒向地球，其中有正电荷的和带负电荷的（即电子），而带正电荷的粒子通不过大气层，只有被称谓"
太阳风"
的带负电荷的通过大气层而散落到地球表面。
这些带负电荷的粒子（实为电子）被电气石的"
吸收，并接连不断地将电子传送到"
于是就有一个电子从负极上跳出，沿电力线飞向正极，形成电场，如图1所示。
于是，只要有太阳，宇宙空间便有负离子（e）不断地被电气石的正极吸收，形成的电场运行不息，静电现象就常驻不断。
然而，这种电流极为微弱只有0.06mA（毫安），却和人体的生物电流却是惊人的相似。
由此，电气石产生负离子功能和保健作用可归纳成与如下原因有关:
1）形状，一般为性状结晶，从侧面能看到与纵向平行的条线，也就是出现在结晶面上的线纹，截面呈六角形，只是大多数三面很大，近似于三角形，柱状结晶的两个端面为三面120°
，上下相差180°
，铁电气石特别易形成大的结晶体。
2）压电效应，当施加压力于电气石，晶体表面会带电。
3）热电效应，当温度发生变化时，晶体表面会带电。
4）电气石在常温下，能发射波长4-14微米发射率在0.92以上的远红外线。
5）电气石能自动地永久地释放负离子。
6）电气石是带电的石头，它能带的电具有下列特性
1、直流静电型；
2、电级微弱电流（0.06mA）,与人体生物电流（0.06mA）相匹配；
3、永久地连续地产生负静电；
4、使水瞬间负离子化；
7）含有人体必需的微量元素；
铁、锰、硅、氟及矿物质；
钠、镁、锂、铝、硼。
（2）低辐照剂量的放射性矿石微粉[14]
传统观念认为：
人体受放射线辐照对健康都是有害的，因为即使放射线辐照剂量非常小，由于它直接作用于人体的分子和原子，对人体的影响仍旧非常大。
例如：
人体更本感觉不出使体温上升的0.002℃的放射线辐照，也许能置人于死地的，可见其杀伤多么强大。
可是，二十世纪80年代初美国密斯里大学T.D.Lucky教授提出了放射线的Holmisis效应。
即处于放射线的低辐照剂量的环境下对生物体的健康是有益的。
T.D.Lucky教授通过1200种动、植物，经低辐照剂量的放射线辐照试验后，证实：
低辐照剂量放射线能活化机体。
他选用了含有促进、刺激意义的一个意大利词Holmisis来命名这种效果。
其实，在Lucky教授提出新观点之前，人们早就开始实践了，日本有许多含氡、镭的低辐照剂量放射线温泉，从古代以来，日本人早就习惯利用那些温泉的低剂量放射线的刺激促进效应，进行浴疗。
当然，温泉的作用可能不仅是"
刺激、促进"
能概括的。
尽管低辐照剂量仍是全球性的一个研究主题，其对健康有益方面可概括如下:
治疗疾病；
增强免疫系统；
激活细胞；
促进新陈代谢；
抗衰老；
增强健康；
促进血液循环；
较好的康复作用；
复苏作用（Revitalization）。
在人类赖以生存的地球上，不论吃饭、喝水、呼吸的空气，以及给予人们光明的阳光，无一能摆脱辐射能的痕迹。
在自然环境中，人体每年经受的自然辐照剂量，根据1989年原子能局科学技术机构发布的资料为:
宇宙辐射0.35mSv/y
地面辐射0.4OmSv/y
粮食辐射0.35mSv/y
注:
Sv是Sieven的缩写，是测定电离辐射的生物效应有效剂量单位。
一般以mSv/y表示，自然界中的剂量大约为2mSv/y，（lmsv=l0-3Sv），与旧单位换算1SV=100Rem（雷姆，人体伦琴当量）。
其总辐射剂量为1.1OmSv/y。
所以，经低辐射剂量放射线负离子整理的产品，也必须在lmSv/y以下才是安全的。
其次，对低辐射剂量放射线负离子整理剂的辐射强度也要控制，毋需告示有任何危险性的标准370Bq/g以下。
Bq是Becquerel缩写，表示某一材料实际的放射能强度，与人类从它接受到的剂量不同，以每秒裂介（distintegration）核子数表示：
1Bq=1distintegration/sec。
与旧单位换算lBq=27picocuries（l0-12居里），l居里为l克22688Ra最初放射性，等于3.7×
1O10distintegration/sec。
低辐射剂量的放射线矿石，大都是含钍（22390Th）或镭（22688Ra）的放射性矿石。
由这类放射性矿石经粉碎制成超微细粉末制成整理剂，注意控制其安全性是很高的。
这可以从澳大利亚辐射防护及安全委员会与铀情报中心出版的"
核电学"
（2003，第七版）所载的辐射剂量作为证佐，如表3所示
表3人体最大辐射年剂量
2mSV/year
3mSV/year
2.9mSV/year
5.OmSV/year
1.5mSV/year
lOmSV/year
2OmSV/year
5OmSV/year
350mSV
l0O0mSV
10000mSV
澳大利亚公布的环境辐照剂量
北美公布的环境辐照剂量
美国核子工业雇员平均职业剂量
澳大利亚铀矿雇员平均职业剂量
全体机组人员平均增加剂量
澳大利亚铀矿最大实际剂量
核子工业雇员现行极限（5年平均）
核子工业及铀矿雇员过去的极限剂量，现在是一年的最大剂量
苏联切尔诺贝利事故后，重新规定的，人的一生终极剂量
短期剂量:
可能导致（临时性的）辐射病
几天或几星期内死亡
五、负离子纺织品及其功能性整理剂的开发
法国皮埃罗·
查理兄弟于1880年首先发现电气石对人体健康和生态环境有极为良好的作用，直到100年后的1986年前后，日本东京大学的中村辉太郎和久保哲治郎经一年多的研究，将其加工成超微晶粒（0.1µ
m），掺入化纤纺丝液，制成具有释放负离子功能的纤维，才揭开负离子技术在纺织品上应用序幕。
于是，一向认为毫无利用价值的非宝石级电气石，首先在日本开发用于对生态环境和人类健康大有裨益的功能性产品[14]。
释放负离子的商品迅速由日本扩散到亚洲各地，并赢得了强烈的响应。
这与1995年开始，日本科学家对电气石进行全面的物理、化学基础研究成果是息息相关的。
确认电气石具有"
三方面的特性"
、"
九种功能"
四十种效果"
，大量试验数据证明它是改善环境，促进人体健康的一种新材料。
（一）负离子纺织品
在日本市场上，不断推出释放负离子纺织品的新产品，主要作为高档服装面料、衬衣、内衣等；
以及室内用品，如床上用品、窗帘、沙发布等；
也有用于汽车内装饰织物和护膝、护肩等保健用品。
日本KomatsuSeiren公司利用特定天然矿物质固着在纺织品上的技术，生产的商品名为"
Verban
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