功能性負離子材料的保健用途及應用原理解析

近年來，因為空氣污染對生活造成的各種影響備受關注，空氣污染監測及防治成了許多地方政府首要的政務工作。對于空氣污染程度的評估指標中，“負離子”濃度是空氣質量好壞的標志之一。根據世界衛生組織的標準，當空氣中負離子濃度高于每立方厘米1000~1500個時，才能稱得上是“清新空氣”。有專家認為，負離子具有良好的生物活性，易于進入人體發揮生物效應，對人體健康有益。因此，負離子也被譽為“空氣維生素”。

負離子對人體健康的作用

負離子濃度等級與人體健康的關系

我們知道，空氣中的正離子會從其它元素的原子奪取穩定的電子，產生氧化作用。反之，空氣中的負離子會把多余的電子給與其他元素的原子使之性能穩定，產生還原作用。氧化作用會使金屬腐蝕、食品腐敗和人體衰老，而還原作用會防止金屬氧化腐蝕、延長食物的保鮮時間和幫助人體恢復健康。負離子對正離子的中和作用，可以取得除臭、除塵、防腐、抗菌、保鮮、空氣凈化的效果。

負離子，指的就是帶負電荷的負氧離子（O₂^-）和負氫氧根離子（OH^-）,它是由氧氣和水分子在外界能量下分子鍵斷裂形成，在正常狀態下, 氣體和水分子的原子處于最低能級, 這時電子在離核最近的軌道上運動原子處于最穩定狀態, 呈中性。當空氣受宇宙射線、紫外線、放射性射線、強電場或光的照射時,空氣分子能夠從這些外來的因素中吸取一定的能量而激發電離。

目前，自然界中的空氣負離子產生有三大機制：

1.        大氣受紫外線，宇宙射線，放射物質，雷雨，風暴，土壤和空氣放射線等因素的影響發生電離而被釋放出的電子經過地球吸收后再釋放出來很快又和空氣中的中性分子結合，而成為負離子，或稱為陰離子。 

2.        瀑布沖擊，細浪推卷暴雨跌失等自然過程中水在重力作用下，高速流動，水分子裂解而產生負離子。 

3.        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，使空氣電離而產生的負離子

空氣中負離子的濃度與空氣分子處于電離和激發的狀態有很大關系。所謂電離, 就是大氣中形成帶正電荷或負電荷粒子的過程。所謂激發, 就是原子從外界吸取一定的能量, 使原子的價電子躍遷到較高能級去的過程。電子獲得外界一定動能與空氣原子碰撞, 是造成空氣原子激發和電離的重要條件。上期我們提到，目前，市場上有很多各種各樣的人工負離子產品，這些負離子產生方式大概有三種：高壓放電（模擬大自然的雷電方式產生負離子）、光觸媒（模擬植物光合作用形成的光電效應）、天然放射性元素激發（模擬宇宙射線、土壤和空氣中放射性物質等電離方式產生負離子），而其中，利用天然放射性元素激發（模擬宇宙射線、土壤和空氣中放射性物質等電離方式產生負離子）來產生負離子的功能性材料目前在市場上最流行。

隨著空氣電離理論的深入研究，人們對空氣負離子發生的原理和應用引起了極大的興趣。眾所周知，空氣是由多種氣體組成的氣體混合物，在某些能量場的作用下，氣體分子中某些原子的外層電子會離開軌道，成為自由電子，而游離的自由電子又會與其它中性的分子相結合，使得到游離電子的氣體分子呈負電極性，也就是說，負離子產生于某些物質內部潛在能量和大自然氣象活動產生能量的激發。通常把這些能夠激發出負離子使空氣或水分子電離的物質稱為負離子功能性材料。

在所有負離子功能性材料中，電氣石（Tourmaline，也叫托瑪琳）是應用最廣的一種，電氣石是一種獨特的天然負離子功能礦物材料，成分和結構極為復雜。電氣石的晶體沿縱軸方向的兩個端面分別帶有自然生成的正電和負電極性，具有壓電和熱釋電功能，在受熱、受壓或者受到其它能量激發時都會產生電荷，釋放出負離子。電氣石的電場強弱可以用電極化強度來評價，電極化強度越大，產生負離子的能力就越強。

以電氣石為代表的負離子功能材料在外來能量的激勵之下，可以使空氣中的水分子產生微弱的電解作用，產生負離子。其反應方程式為：

4H₂O+4e→2H₃O₂^-+H₂↑

H₃O₂ ^-—(H2O·OH-) 即所謂的“羥基”，也就是堿性的氫氧基離子。

負離子使空氣中的水分子電解過程示意圖

空氣中的小負離子團，具有良好的生物活性。它對人體的作用，主要是通過呼吸的途徑進入血液后，放出電荷，作用于細胞、蛋白質，反射刺激內感受器官，通過神經系統傳導，作用于大腦中樞神經及植物神經系統，影響神經功能。

負離子功能材料使用前后人體血液中紅血球電位示意圖

負離子被吸入人體后，能調節神經中樞的興奮狀態，改善肺的換氣功能，改善血液循環，促進新陳代謝、增強免疫系統能力，使人精神振奮、提高工作效率等等。它還對高血壓、失眠、氣喘、皮膚過敏、關節炎等許多疾病有一定的預防和治療作用，所以人們把空氣中的負離子稱為“空氣維生素”。 

負離子功能材料使用前后的人體血液中紅血球顯微圖

另外，電氣石還擁有極佳的遠紅外輻射特征，在紅外線中，波長為4~400μm的范圍定義為遠紅外線，其中波長為8~14μm一段與人體發射出來的遠紅外線的波長相近，能與人體內細胞的水分子產生最有效的“共振”，同時具有滲透性能，促使皮下深層的溫度上升，使微血管擴張，促進血液循環，有效地增強細胞的活力，達到活化組織細胞、強化免疫系統的目的。所以遠紅外線對于血液循環和微循環障礙引起的多種疾病均具有改善和防治作用，有益于人體健康。因此，人們把這一段波長的遠紅外線稱為“生命光線”。

遠紅外線及其保健功能說明

除了電氣石之外，自然界還有許多具有負離子功能的天然礦物材料，例如宇宙星體，太陽，地球上的海洋、山嶺、巖石、土壤、森林以及人類生產制造出來的各種物品，這些材料大多數是屬于火成巖或火山凝灰巖類型的非金屬礦物，它們一般也都具有紅外線輻射功能。

當然，類似電氣石的負離子功能性材料除了以上兩個最主要特征外，它們普遍還存在一個特殊的本領：波動功能。在微觀世界里，所有物質(包括人體)都由分子和原子構成，原子中的電子和質子、中子在一定能量的激勵下會在固定位置往復運動，稱為“振動”。而物體各部份互相之間“協同”的動作，通常稱為“波動”。近幾十年來，人們把“波動”的概念解釋為有一種“現代科學尚未闡明的超微弱能源”存在，這種能量場會影響生物體的生長發育。波動的數值可以作為人體健康活力的一種表征。

人體內各部位的“波動”數值，就像是心電儀、腦電儀這一類檢測儀器檢測到的電位數值一樣。而負離子功能材料的“波動”功能，則是能夠引起人體生物電場發生變化的天然材料發出的微觀能量。功能性礦物材料的負離子粉、遠紅外線和波動功能，都是由于材料受到宇宙射線和礦物內的微量放射線的激勵而放出能量的某種形式。

美國耶魯大學醫學部教授H.S.巴爾博士在《生命場的科學》一文中寫道：“以人類為首的生物，細胞聚集成為特定的組織和器官的時候，細胞、組織和器官各自形成一種特有的生命場。各個部位生命場發生變化的時候，可以用測量皮膚電位的數據來指示這些變化。”當體內的組織、器官的生命場有異常的時候，那個部位“波動”的微妙變化便傳遞到皮膚，可以在不同部位的皮膚進行生物電位的測量，得到人體內部相關器官健康狀況的信息。

關于這種微觀能量場對生物體的激勵作用，上世紀80年代美國密蘇里-哥倫比亞大學生物化學教授T.D.勒奇博士在《產生離子化的放射線刺激》的論著中，提出了“Radiation Hormesis”（放射線刺激）的概念：所謂Hormesis，就是“在有害劑量以下的有害作用原所引起生物體的刺激性反應，這種作用原可以是物理的、化學的或者是生物學的。”這種低劑量的刺激會促進生物的生長、發育，有增強繁殖力和延長壽命的效果。就好像是酒精和咖啡因那樣，在低劑量時對人體有溫和的刺激效果，但是在高劑量時會造成有害的甚至是致命的后果。

 “hormesis”這個單詞，和“hormone”（荷爾蒙）一樣來源于的希臘語“hormo”，即是“刺激”的意思。就像人們把荷爾蒙稱為“激素”那樣，我們把“hormesis”叫做“激活力”。后來，日本學者松平寛通把勒奇博士的文章譯成《放射線ホルミシス—微量放射線の生物刺激効果》在日本流傳。日本學術界依據這樣的論點，對自然界存在的負離子、遠紅外線、波動等各種微觀能量對生物體的刺激進入廣泛深入的研究，對天然負離子功能材料在生態環境和人體保健方面的應用原理作了更確切的詮釋。

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