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淺談負離子

真相追追追

提到森林浴,相信大家會聯想到芬多精、負離子…。芬多精泛指構成木屑香氣的萜烯,這類天然物質具有鬆弛精神、穩定情緒的作用。至於負離子,網路上有不少文章稱它為 空氣的維他命,宣稱它具有增強抵抗力、促進新陳代謝、改善睡眠、暢通呼吸道、調整自律神經、降低血壓等功效,先不論它是否真有如此功效,試問:空氣不都是電中性的嗎?那麼正離子跑哪去了?在解開這個謎團之前,先來看一篇文章《何謂負離子》:

文章中提及「萊納德效用」應該是「萊納德效應 Lenard effect」的誤植,至於「當河水由高山上衝瀉而下,擊打到瀑潭周圍的岩石或水面時,激起大量的水花,就可能會產生許多負離子」似乎有誤,原文在此→《Lenard effect》。之所以會造成電荷分離的機制,其實就是中學理化課所提到的摩擦起電,這也是閃電的相同機制。

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以積雨雲為例,當對流作用旺盛時,上升的小水滴會與空氣分子發生碰撞,碰撞所提供的動能讓最外層的電子有足夠的能量來發生轉移,由於彼此搶電子能力的不同,於是造成空氣分子帶負電而小水滴帶正電,一旦累積的電荷量夠多,電場強度夠強時,就會發生閃電。這也就是「落」雷名稱的由來,因為水滴較重先落到地面(或雲層底部),因此地面就會帶微量正電。較輕的空氣仍漂浮在上空,由於這些空氣帶負電,當雲層與地面間的電場強度夠強時,電子就會從雲層「落」至地面。

回來看「萊納德效應」,根據美國氣象學會的詞彙說明:
The largest fragments of the broken drops are observed to carry positive charges(從瀑布掉落的水在撞擊空氣後,破碎的大顆水滴攜帶正電荷)
air current carries a net negative charge(空氣氣流攜帶負電荷)
所以電荷分離現象是發生在瀑布落下的過程(摩擦起電必須發生在搶電子能力不同的兩種物質之間),而非「擊打到瀑潭周圍的岩石或水面時」才發生(水撞到水這種相同物質無法摩擦起電)。那麼,飄浮在空中的負離子難道不會與落入水中或仍漂浮在空中的正離子再度結合嗎?答案當然是會,而且很快。因為庫侖靜電力是很強的作用力,所以隨風飄送的負離子很快就會被地面的正電荷吸引而墜地(或是與其附近的正離子結合)。不過,由於帶電物質具有吸引微粒的能力(這種機制是藉由靜電感應來達成),因此這些負離子在電性中和之前就會將路徑附近的塵埃一掃而空,這就是為何瀑布附近的空氣會比較清淨的原因。

重點來了,難道正離子(正電荷)沒有這種靜電集塵的空氣清淨效果嗎?當然也有!下雨後空氣變的清凈,就是歸功於帶正電的雨滴在墜地過程中的吸附作用(請思考為何下雨前的空氣聞起來有土味)。既然如此,為何會有這種「正離子的世界是氧化→腐敗→破壞,具有破壞動植物健康的作用」?看到這種論點實在有點令人無言,這是把「氧化是失去電子的過程」做過度的解讀了,以為物體帶靜電時,若是帶正電就算是氧化(),氧化是不好的,會造成細胞的凋亡。果真如此的話,由於地球帶有微量正電荷(由於太陽風的氫離子撞擊),那麼生活在地面上的人們難道就不健康了嗎?或者是我在身上綁一個負離子產生器,這樣我就不會發生氧化,細胞不凋亡,那不就是長生不老了?

既然聊到負離子產生器,順便談一下它的安全性。這種電子元件目前廣泛使用在負離子吹風機(讓頭髮彼此帶同性電而斥開,因此吹過的頭髮比較柔順不打結)、負離子空氣清淨機、負離子蔬果解毒殺菌機、風扇、冷氣…,實在太多了。問題是它們或多或少都會產生臭氧,濃度過高的臭氧會對呼吸道 造成刺激,所以請不要太迷信這些打著負離子噱頭的商品。

註:在高中時「氧化還原」是化學老師教的;「摩擦起電」則是物理老師教的。所以氧化是化學變化,摩擦起電則是物理變化。既然如此,怎能把經由摩擦起電所帶淨電荷的電性正負牽扯成氧化還原的化學變化呢?這是錯把馮京當馬涼的笑話了!

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