細說負離子-何謂離子、負離子?

細說負離子-何謂離子、負離子?
最近幾年,新聞媒體(特別是電視及網路) 上經常有介紹或討論「負離子」的相關話題,坊間也出現很多號稱可以產生負離子的產品,但究竟什麼是「負離子」?什麼是正離子?其關係及影響到底如何?很多人還是一圑霧水,以下稍做說明。

第一節
【何謂離子、負離子?】
在瞭解「負離子Minus Ions)」之前,首先必須認識「離子(ion)」。簡單說,「離子」是一種帶有電荷(電氣)的原子、原子團或分子,是極小的微粒。在自然界中,大氣本來就存在許多帶電的微粒子,稱為「空氣離子」;當空氣受到天然放射線,或太陽射出的紫外線等照射之後,就可能形成兩種離子;帶正電的叫正離子,帶負電的則稱為「負離子」。負離子無色、無味,看不到也摸不著,只能憑感覺或者用特殊儀器才可能測量得到。到目前為止,已經有許多實驗研究證明,空氣品質與負離子濃度有關;通常在自然環境中,感覺空氣清新時,表示大氣中的負離子含量較高,也就是俗話所說的「空氣比較好」。
在前一章「自由基」的形成原理時曾經提到,所有的物質都由分子或原子所組成,凡是分子(分子團)或原子失去電子,就呈現正電性,故名正離子;而獲得多餘電子的即呈現負電性,所以稱為「負離子」。

空氣中的負離子若能獲得1個或1個以上負電荷的電子 (即氧氣離子),就稱為負氧離子,因此也可以說「空氣中的負離子其實就是負氧離子」。
我們知道,空氣主要由氮、氧、二氧化碳和水蒸氣等所組成。在正常情況下,其成分以氮占最多,約78%;其次是氧,約占21% ;占第二位的是二氧化碳,大約0.03%,其餘是各種微量成分。其中,氮對電子無親和力,因此與正負離子的關係不大;只有氧和二氧化碳對電子有親和力,但氧含量是二氧化碳的700倍,所以說空氣中生成的負離子,絕大多數是「空氣負氧離子」;此乃空氣中的氧分子結合了自由電子所形成。自然界的放電(閃電)現象、光電效應、噴泉、瀑布等等,都能電離周圍的空氣,形成「負氧離子」。

「負離子」乃許多微粒物質經過空氣磨擦,使原子中的電子被迫轉移、形成帶電離子;最常見的是瀑布、噴泉等大量的水從高處落下時,因水分子彼此撞擊而產生水蒸氣、氧分子等。在自然界中,負離子含量最高的地方都是我們嚮往的度假聖地,如森林裡、瀑布旁、大海邊;我們如果呼吸到含有較多負離子化水分子的空氣,通常會感到比較舒適愉快,因此負離子又有「舒適離子」、「元氣離子」或「空氣中的維他命(維生素)」等等美稱。
相對而言,正離子就被視為「疲勞離子」或疲勞因子,幾乎有天壤之別。
「健康兩點靈」等節目也討論過負離子
我們常聽到說負離子、芬多精這些名詞,看不見、摸不著,卻都知道與我們的健康相關,那麼,負離子和芬多精對我們的健康到底有什麼益處呢?
TVBS電視台「健康兩點靈」節目曾經邀請藥學博士潘懷宗、免疫學博士孫安迪等人,談「負離子與芬多精對人體健康的益處」,因內容相當通俗,且已廣為流傳,故加以引介如下。

孫安迪博士:「簡單地說,空氣中有陽離子、陰離子,也就是我們常說的正電荷、負電荷,或者叫正離子、負離子。他們會結合觸媒,以減少空氣中的帶電粒子,特別是帶正電的粒子減少,這對人體的健康有好處。因為陽離子會影響人體的交感神經,使人亢奮;陰離子則會影響人體的副交感神經,抑制亢奮,而提升人體的機能。現代人常會出現自律神經失調現象,其實就是交感神經過於亢奮,尤其當人們的壓力過大,過多接觸電磁波時,又會更加刺激交感神經亢奮,從而導致焦慮、失眠、心悸、消化不良等等各種亞健康狀況,嚴重時就可能生病。」
潘懷宗博士:「諾貝爾物理獎得主菲利浦•萊納德發現,當空氣中的負離子含量多時,可以將空氣中的粉塵、灰塵降低下來。因為一般的灰塵常帶正電荷,如果負電荷多的話,那麼正負電荷相接觸,不帶電的灰塵就不會懸浮在空中,這樣,空氣中灰塵的含量便會降低。我們常碰到很多過敏、氣喘的人,特別是在空氣質量不好的時候症狀往往會加重,試想,如果空氣中的負離子多一些,將更多的灰塵、粉塵消減,那麼過敏、氣喘這類疾病自然就會少發作,豈不是很愉快?另外,負離子本身對細菌、塵蟎有一定的殺傷作用。」

潘懷宗博士:「大家都知道瀑布從天而下時,水花飛濺,其實那些是無數的小水珠。科學研究發現,水珠在正常的情況下若是分離,通常是保持正、負電荷的平衡,而當小水珠在快速分離時,電荷常常會錯開,從而有可能形成正、負電荷的不完全平衡,這樣就會形成更多的負離子,所以,瀑布周邊的負離子含量是最高的,這也是人們在瀑布邊會覺得心曠神怡的原因。」

【關鍵在正、負離子的比值】
不過空氣的好壞或其舒適度的關鍵仍在負離子與正離子的 比值。
根據專家學者的研究,最令人感覺舒服的空氣為:每一CC空氣中含有負離子1,000至2,000個。不過空氣的好壞或其舒適度的關鍵,重點仍然是在負離子與正離子的比值。根據專家學者的研究,最有益人體健康的正離子和負離子比為1:3或1:4;也就是說,負離子的含量最好為正離子的三到四倍。在這種情況下,人們通常會感覺空氣清新、呼吸暢快;若負離子少、正離子多,則會感覺悶熱、煩躁。
過去已有研究指出,許多因素(例如空氣污染、濕度變化或「氣膠」)都可能改變空氣中的離子濃度。「氣膠」是一種空氣中的固態與液態混合體,很容易因為彼此隨機碰撞,以致電荷轉移,而降低離子濃度,大大影響正負離子的比值。除此之外,多數帶有靜電的物體表面,也可能「析出」帶有相反電荷的電子,而影響正負離子的比值。

這種「析出」現象,我們可以經常在室內的很多物品中看到,例如冷氣機的進氣口、空氣清淨機附近,以及地毯、合成衣料、家具、錄影機顯示器與電視螢幕上等,都很容易吸附灰塵或微細物質,就是明顯的例子。除此之外,多數動物(包括人類)也有累積靜電表面電荷的能力,特別是在地板隔絕的情況下接觸到合成材質,或者是在空氣乾燥時脫掉身上的毛衣、 踏過地毯,或觸碰到金屬門把,都可能因此而「受到電擊」。其中出現的細微閃光,代表電荷經由我們的身體,傳到接地或帶有相反電荷的物體上去了。

由於每種物體表面累積的電荷極性不同,因此空氣離子也會被吸引或排斥,而出現不同的濃度。因此我們在評估某種產品是否含有足夠的離子(特別是負離子)時,必須考慮到:(1)控制空氣離子的形式,包括:種類、電荷與大小。(2)控制空氣污染物,包含可能由離子本身所產生的物質。(3)精確測量每種離子的濃度,限制所有外來電場或電磁場與靜電表面 的電荷,包括衣物材料、研究對象的接地情況等。

不過最重要的還是「物理參數」,包括溫度、濕度、照度以及空調等等。現代人活在都市建築、地毯、汽車、冷氣、電視等電氣化設備,還有油煙及金屬物品、塑膠、尼龍製品等環境,均充滿帶正電的正離子;根據正、負電相吸原理,正離子會中和室內的負離子,使負離子的數量大減,以致生活環境惡化,負離子和正離子比可能惡化至1:4,在這種環境下生活或工作,就會感覺心情鬱悶、悶熱、煩躁,出現肌肉痠痛、神經痛、頭痛、失眠等症狀,甚至造成神經衰弱、出現倦怠感,或罹患過敏性疾病及其他文明病。正離子增加時,活性氧也會增加,增強細胞的氧化傷害,導致細胞的新陳代謝功能降低,最後細胞壞死或凋亡,就容易罹患慢性病。

【負離子如何產生】
負離子在自然環境中無所不在,只是數量多寡而已。自然界很多看似自然不過的現象,都會產生大量的負離子,例如打雷。雷是帶電的雲所產生的放電現象,當雲和地上的電壓差達到大約1億伏特時就會打雷,產生的電流約有40萬安培,也可能激發四周空氣中的分子形成負離子。
其次是地表中的輻射性物質,也可能成為負離子的發生 源。其所輻射出來的α射線、β射線、γ射線或X射線,都可能以附加或失去電子的方式,把電子釋放到空氣中,使空氣中的分子形成帶負電的負離子。

但最常見、最自然的還是水分子。如前所述,瀑布、噴泉甚至淋浴等,凡是可以使水花飛濺之處,都可能產生對人體有益的負離子。以瀑布為例,瀑布是水從高處落到低處所形成 的,在落下的同時,水粒子會和岩石產生激烈的碰撞而飛散, 飛散的水粒子與周圍空氣摩擦就可能形成負離子。
目前坊間出現很多空氣離子相關產品,都宣稱具有負離子的效用,但如果拿空氣中的離子和非離子性空氣分子相比,其濃度是極低的;即使是人工離子製造機,在所產生的空氣中,大約也要每個非離子性空氣分子中,才有一個離子性分子。很顯然的,在濃度這麼低的情形下,不太可能用典型的化學反應來解釋空氣離子的作用,一定要考慮到其他可能的機轉才行。

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