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日前，清华大学天津装备研究院制造研发中心主任张晓昊博士团队成功研制出医疗保健级高浓度负氧离子生成剂，只需喷洒在房间墙壁上，就能在墙壁上形成一个均匀致密的纳米颗粒层，从而使室内墙壁稳定的释放高浓度小粒径负氧离子，目前该成果已获得。将纳米级电气石粉均匀致密地附着在物体表面，使它的效果，是这项技术的一个关键点，相关成果的7篇论文被《物理学报》《微流体与纳米流体学》等SCI期刊收录。

“空气中的分子被电离，产生自由电子。自由电子的大部分被氧气获取，形成负氧离子。”张晓昊介绍，负氧离子具有的净化除尘作用，在医学界享有“维他氧”“长寿素”等美称。

“城市中负氧离子含量很低，室内更低。要想有效地增加室内负氧离子浓度，只能‘人工制造’。”张晓昊介绍，“我们采用天然极性材料——纳米级电气石粉为核心原料，研制成高浓度负氧离子生成剂，通过电气石粉电离空气这样一个纯物理过程产生自由电子，从而获得负氧离子。”

“我们还采用了特殊的添加剂，利用分子自组装的原理，使电气石粉在绝大多数壁面上都可以形成较为均匀致密的分布，有效地提高了电气石粉与空气的接触面，从而大幅度提高了电气石粉电离空气的效果。这种负氧离子生成剂可广泛适用于墙面、油漆、织物、木材、塑料、皮革等常见表面。”张晓昊说。

据悉，这一技术属于国内，了无色透明的高效负离子生成材料这一空白。相比于目前广泛采用的高压电离技术，该技术产生负氧离子的过程无需能源消耗,小粒径负氧离子占比高,并且有效避免了高压电力技术伴生臭氧的问题。

1. 什么是负氧离子

物理学中我们都知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核及围绕其旋转的电子组成，得到电子时显负电性，失去电子时显正电性，我们把正负电子运动现象称为：离子现象。自然状态下，空气分子的极性呈中性，即：不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去部分围绕原子核旋转的外层电子，使空气发生电离，逃逸原子核束缚的电子称为：自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。

空气负离子又称负氧离子，是指获得 1 个或 1 个以上的电子带负电荷的氧气离子。当空气分子受到外界条件如电离的作用后，获得足够的能量，而使原子核外围的电子摆脱原子核的束缚而跃出轨道变成自由电子，使失去电子的中性分

子或原子变成带正电荷的离子；而跃出的自由电子很快地附着在某些气体分子或原子（特别容易附着在氧分子或水分子上），成为空气负离子（Aeroanion）。根据大地测量学和地理物理学联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离子是 O2-(H2O)n，或 OH-(H2O)n 为主的离子或者离子团。

2. 负氧离子是怎么形成的

紫外线，宇宙射线，放射物质（大理石、花岗岩等），土壤（含镭、铀和钍等放射性元素）、空气放射线（从岩石和土壤中逸出）等会不断地释放出α射线、β射线和γ射线，这些放射线具有强的电离作用，能将空气电离，释放出的电子经过地球吸收后再释放出来很快又和空气中的中性分子结合，而形成负离子。

水的 Lenard 效应,又称喷筒电效应。比如瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。

森林的树木，叶枝放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。

部分地壳岩石能够释放出一定的负离子。

自然界中空气正、负离子是在不断产生，又不断消失，保持某一动态平衡状态。同时；因地面对于大气电离层形成的静电场，地面为负极，结果空气负离子受地面排斥，空气正离子则受地面吸引，所以，在一般情况下，地表面正离子稍多于负离子，而在高处，空间中的负离子会稍多于正离子。

3.负氧离子描述

空气负离子具有杀菌、降尘、清洁空气的功效，被誉为“空气维生素和生长素”。空气负离子对人体健康十分有益，可以强身健体、治病，其浓度高低已成为评价一个地方空气清洁程度的指标。一般情况下，空气负离子含量在700个/cm3以上有利于人体健康。人们已经认识到，空气负离子是一种无形的、重要的生态旅游资源。了解空气负离子分布状况，对合理开展生态旅游、指导空气负离子旅游资源开发具有重要的现实意义。

1. 空气负离子定义

空气中气体分子因电离而释放出的电子与其它中性原子或分子相结合而形成负离子，如以O₂^-(H₂O)_n、H₃O₂^- (H₂O)_n、OH^-(H₂O)_n等存在的离子。

1. 空气负离子浓度

单位体积空气中的负离子个数，单位为个/cm³。

1. 空气负离子及其产生条件

环境中的空气负离子主要是由于宇宙射线、雷电、植物的光合作用、土壤中的气体交换以及植物芬多精的作用所形成，在溪流、瀑布跌水、海岸则主要是由于水冲击产生Lenard效应形成空气负离子。森林中空气清新、清洁的主要原因就是因为森林环境中空气负离子浓度较高，且空气负离子具有杀菌、降尘、强身的功效。在森林旅游资源评价中，空气负离子已作为评价森林旅游资源的重要指标。在人类崇尚健康、生态的21世纪，空气负离子资源将成为森林生态旅游地吸引游客的重要手段。