專利名稱：荷負(fù)電納米粒子產(chǎn)生裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米粒子產(chǎn)生裝置及方法，尤其涉及一種將生物氣象學(xué)和物理學(xué)中兩種不相關(guān)聯(lián)的粒子和電荷結(jié)合起來，產(chǎn)生一種全新的荷負(fù)電納米粒子的裝置及方法，以用于醫(yī)療、家電、無菌工程、保鮮工程、生物工程等方面。
納米粒子表現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)。具有大的比表面積和表面原子數(shù)，表面與界面效應(yīng)將隨著粒徑減小，比表面積急劇變大，使處于表面的原子數(shù)越來越多，大大增強(qiáng)了納米粒子的活性；由于小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)不同尺寸的納米粒子同時(shí)也引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜分布的變化；由于納米粒子的量子尺寸效應(yīng)，電子能級(jí)出現(xiàn)離散能級(jí)現(xiàn)象，而且隨著納米粒子尺寸的變化，能級(jí)間距也隨之變化?？諝鈿馊苣z中的納米粒子是由不同微粒和尺寸組成，由于納米粒子的上述特性，這些不同粒子和尺寸的納米粒子大大加寬與不同能級(jí)電子相結(jié)合的能力，形成很寬的電子能和能帶。
現(xiàn)在的問題是，采用什么樣的電子發(fā)射電極，使其表面有足夠強(qiáng)的電場(chǎng)時(shí)，電極表面勢(shì)壘變窄，電極的電子將由于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，由隧道貫穿逸出形成場(chǎng)電子發(fā)射，提高發(fā)射電流密度。是個(gè)正在研究的課題。
60年代美國(guó)得克薩斯州等地曾建立荷電氣溶膠中心，將電子在利用26KV-60KV電位的噴射器，噴射壓縮氣體將生理鹽水霧化的同時(shí)同方向噴出電子，形成電氣溶液，盡管用以治療呼吸系統(tǒng)疾病，例如支氣管炎及其哮喘、上呼吸道感染、肺氣腫、喉炎、咽炎等均有一定療效，但此裝置除噴射器外，還要有氣泵，液體輸送系統(tǒng)等輔助設(shè)備，而且霧化的生理鹽水的顆粒，大多不是納米級(jí)粒子，盡管在26KV-60KV電場(chǎng)作用下，但荷電氣溶液行程僅1.8m左右，超過此距離而消失。這種荷電氣溶液不能直接參與組織一細(xì)胞一分子水平的電代謝過程，所以生物效應(yīng)與滅菌功效均較差。
本發(fā)明是使納米粒子的物理特性與量子力學(xué)隧道效應(yīng)相結(jié)合。由電子發(fā)射極發(fā)出的電子e在與空氣氣溶膠中的粒子碰撞過程中，調(diào)節(jié)能量并使電子附著于具有寬的電子親和能帶的納米粒子Nm上，形成一種全新的荷負(fù)電納米粒子Nm，即實(shí)現(xiàn)。
e+Nm--Nm通?？諝庵袔倭坎煌姾傻牧Ｗ?，以及帶電荷與不帶電荷的粒子之間會(huì)發(fā)生相互吸引和聚結(jié)，從而出現(xiàn)相反電荷的復(fù)合和產(chǎn)生大顆粒粒子飄落于地電位而消失；而用全新方法產(chǎn)生的荷負(fù)電納米粒子，由于其在一定的范圍，產(chǎn)生相當(dāng)大量的荷負(fù)電納米粒子，這種大量同電荷粒子相互排斥。生物氣象學(xué)和物理學(xué)的科學(xué)工作者都一致認(rèn)為，這種體系狀態(tài)是更加穩(wěn)定的體系狀態(tài)。
由于是利用納米粒子的物理特性和隧道效應(yīng)的方法產(chǎn)生新粒子，其必然結(jié)果是只由納米粒子組成新的荷負(fù)電納米粒子，無其它任何化合物和雜質(zhì)。
荷負(fù)電納米粒子產(chǎn)生裝置包括供電電源、外殼、控制組件、超微電子發(fā)射極。其中，電源裝置分別與超微電子發(fā)射極及控制組件連接，超微電子發(fā)射極對(duì)地處于負(fù)2KV～負(fù)29KV的電位。
超微電極是電極發(fā)射體部分的尺寸達(dá)到微米級(jí)或小于微米級(jí)。本發(fā)明使用的超電極的材料可由鉑、金、錸、鎢、銥和碳素纖維或以鉑、金、錸、鎢、銥為主要成份的合金任一種制成。其形狀可以是圓盤形、圓柱形、鋸齒形、針狀、尖銳形、球形、偏球形、弧形、圓環(huán)形、條形等形狀中的任一種或由上述形狀組合而成的形狀。超微電子發(fā)射極可以是單個(gè)或多個(gè)電極組成。超微電極發(fā)射部分的尺寸為≤微米級(jí)。
產(chǎn)生荷電納米粒子的方法是由電源裝置分別和超微電子發(fā)射極及控制組件連接組成的荷負(fù)電納米粒子產(chǎn)生裝置。使空氣中的納米粒子的物理特性與超微電極在電源和控制組件作用下，控制在對(duì)地處于負(fù)2KV-負(fù)29KV的電位范圍內(nèi)，產(chǎn)生的隧道效應(yīng)發(fā)射的電子相結(jié)合，來產(chǎn)生出全新的荷負(fù)電納米粒子。(根據(jù)不同的電極材料，電極形狀，電極尺寸和不同的使用裝置來選用電位范圍)由于隧道效應(yīng)形成的場(chǎng)電子發(fā)射，所產(chǎn)生的高電流密度的電子e，在與空氣氣溶膠中的粒子碰撞過程中，能夠調(diào)節(jié)能量(例如高能量的電子，在碰撞過程中，能量損失，降低能量)，使電子附著于具有較寬能帶的不同尺寸的納米粒子Nm上(空氣中的納米粒子是由不同的分子團(tuán)，液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)及不同尺寸的納米粒子——10-7——10-9米組成，)實(shí)現(xiàn)以下反應(yīng)即e+Nm→Nm形成荷負(fù)電納米粒子。在負(fù)2KV-負(fù)29KV之間任一電位電場(chǎng)作用下，迅速向外擴(kuò)散，覆蓋一定區(qū)域。
上述超微電極制作，可按下列方法進(jìn)行a．如用鉑、金、碳素纖維絲制作電極，可用熔焊法固定在玻璃支架上。鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維絲也可用環(huán)氧樹脂粘合劑粘封于石英、玻璃、聚乙稀、聚四氯乙稀(塑料類)、聚脂纖維類、氮化硅、氧化鋁(陶瓷類)等絕緣體做成的支架上。
引出端將鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維均可用導(dǎo)電膠(例如由銀粉環(huán)氧樹脂混合制成的一種導(dǎo)電膠)與銅導(dǎo)線粘合后引出，除上述方法外，鉑絲還可用金屬銦在低溫融化與導(dǎo)線聯(lián)結(jié)后引出。
b．可將鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維線等排列在絕緣體的表面，排列成各種形狀如組合條形、圓環(huán)形、弧形等。然后用粘合劑如環(huán)氧樹脂等進(jìn)行固定和粘合。絕緣體材料和引出端及導(dǎo)線的固定方法均可參照第一條。
c．將錸、鎢或其相應(yīng)的合金，可用電解腐蝕法制成各種形狀的電極如尖銳狀、針狀、鋸齒狀等。電解腐蝕法任一般教科書及資料中均可查閱。制成的電極可用環(huán)氧樹脂固定在絕緣支架上。也可用機(jī)械方法如鉚接固定在絕緣體上。絕緣體材料根據(jù)固定的方法，可以選用石英、玻璃、聚乙稀、聚四氟乙稀(塑料類)、氮化硅、氧化鋁(陶瓷類)、聚脂復(fù)合板等。引出端可用導(dǎo)電膠與導(dǎo)線粘合引出。也可用機(jī)械方法將引出導(dǎo)線與電極同時(shí)固定在絕緣體上。下面用兩個(gè)具體例子說明上述的連接，用鋸齒形電極固定及引出方案可分兩種方案第一種方案是用環(huán)氧樹脂和導(dǎo)電膠引出即在鋸齒電極下面是環(huán)氧樹脂，其下是絕緣體，電極一側(cè)通過導(dǎo)電膠連接引出導(dǎo)線。另一種方案是用機(jī)械固定方案，即，在鋸齒電極下面有絕緣體，在鋸齒電極兩側(cè)分別將固定夾頭用鉚釘將二者夾緊，一側(cè)固定夾頭和引出導(dǎo)線用鉚釘固緊。
尖銳狀及針狀電極同樣可以采用上述方案，只是在具體結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，例如針狀電極不需要用固定夾頭，而用銷套或鉚釘套將電極和引出線直接固定在絕緣體上。
d．可利用光刻技術(shù)制成超微電極。其方法是在絕緣體平板上，用噴鍍或?yàn)R射法鍍上一層均勻的金屬膜，金屬膜的材料可以是鉑、金、銥等，再利用聚酰亞胺等光敏高分子材料薄膜覆蓋后進(jìn)行光刻蝕，使其形成所需形狀的電極。電極的基體材料可以是si/sio2，石英、玻璃、氮化硅等。可用導(dǎo)電膠與銅導(dǎo)線聯(lián)結(jié)后引出。
荷負(fù)電納米粒子尺寸小于血液中的紅細(xì)胞和通常的細(xì)菌，是它們的幾分之一或更小，能通過人體的呼吸以及皮膚粘膜進(jìn)入體內(nèi)，到達(dá)肺和進(jìn)入血液循環(huán)，并釋放其電荷，進(jìn)而能改善細(xì)胞壁電荷的平衡狀態(tài)，成為能對(duì)人體的生理狀態(tài)，組織細(xì)胞和新陳代謝過程產(chǎn)生直接生物學(xué)效應(yīng)的生物電。
進(jìn)入體內(nèi)的荷負(fù)電納米粒子，直接參與組織——細(xì)胞——分子水平的電代謝過程，促進(jìn)生物電的轉(zhuǎn)換，調(diào)整機(jī)體組織自身的電位平衡，改善人體的自然生理狀態(tài)和生物化學(xué)環(huán)境。通過神經(jīng)——體液調(diào)節(jié)機(jī)能，從而發(fā)揮其非特異性和廣譜的醫(yī)學(xué)作用。
具有明顯生物學(xué)效應(yīng)的荷負(fù)電納米粒子對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)有明顯的調(diào)理作用，能治療多種疾病，其治療效果在臨床應(yīng)用中已引起普遍的關(guān)注。
實(shí)驗(yàn)證明，由于荷負(fù)電納米粒子具有量子力學(xué)特性，能聲速覆蓋一定的區(qū)域，對(duì)其覆蓋區(qū)域的有害病菌和病毒，如緣濃杜菌、梅毒、葡萄球菌、大腸桿菌、霉菌、念球菌等有強(qiáng)烈的抑制和使其消亡的作用。
眾所周知，生物電的研究和應(yīng)用在不斷發(fā)展，腦電圖、心電圖、胃電圖在臨床診斷中的應(yīng)用，挽救了無數(shù)人的生命，如同物理醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備CT、B超、核磁共振、正電子斷層掃描等在臨床診斷中的應(yīng)用，為臨床診斷不斷發(fā)展，開創(chuàng)了新紀(jì)元。
荷負(fù)電納米粒子生物電，將能創(chuàng)造出許多新技術(shù)和新設(shè)備，特別是在臨床治療中的應(yīng)用有劃時(shí)代的前景。
因此，由荷負(fù)電納米粒子構(gòu)成的生物電，可以廣泛用作為物理醫(yī)學(xué)設(shè)備、家用電器、生物工程、保鮮工程、無菌工程和改善環(huán)境狀態(tài)等多種領(lǐng)域的電子設(shè)備。
根據(jù)不同的使用目的和產(chǎn)品的功能，超微電極可以使用不同的材料和形狀，一個(gè)裝置的超微電極可以是單個(gè)或多個(gè)電極或組合電極組成；發(fā)射電極由于結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀和材料的不同，使用目的的不同，而對(duì)地處于負(fù)2KV至負(fù)29KV的電位；因而設(shè)計(jì)出完全不同形狀，功能和結(jié)構(gòu)的裝置外殼。
如圖2所示是用環(huán)氧樹脂和導(dǎo)電膠將電極固定及引出的方案，鋸齒電極8下面用環(huán)氧樹脂7和絕緣體6相固定，導(dǎo)線5通過導(dǎo)電膠9從電極8的一端引出的。
如圖3所示是用機(jī)械固定將電極固定和引出的方案，鋸齒電極8通過固定夾頭10和鉚釘11與絕緣體6固定在一起。引出導(dǎo)線5通過固定夾頭10和鉚定11引出。
權(quán)利要求
1.一種荷負(fù)電納米粒子產(chǎn)生裝置，它包括供電電源、外殼、控制組件和超微電子發(fā)射極，其特征是電源裝置分別和超微電子發(fā)射極及控制組件連接；超微電子發(fā)射極對(duì)地處于負(fù)2KV～負(fù)29KV的電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所述的超微電子發(fā)射極可以是單個(gè)或多個(gè)電極組成，其形狀可以為圓盤形、圓柱形、鋸齒形、針狀、尖銳狀、球狀、偏球形、弧形、圓環(huán)形、條形中的任一種或由上述形狀組合而成的形狀，超微電子發(fā)射極的發(fā)射部分的尺寸為≤微米級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是所述超微電子發(fā)射極的材料可以是鉑、金、錸、銥、鎢、碳素纖維或鉑、金、錸、銥、鎢為主要成份的合金的任一種。
4.一種產(chǎn)生荷負(fù)電納米粒子的方法，其特征是超微電子發(fā)射極在電源和控制組件的作用下，依據(jù)電極材料、形狀、尺寸和不同的使用裝置、控制上述電極使其對(duì)地處于負(fù)2KV～負(fù)29KV的電位，形成隧道效應(yīng)的場(chǎng)電子發(fā)射，其所產(chǎn)生的高電流密度電子e，在與空氣氣溶膠中的粒子碰撞過程中能調(diào)節(jié)能量，使電子附著在具有較寬能帶的不同尺寸的納米粒子Nm上，實(shí)現(xiàn)以下反應(yīng)e+Nm→Nm形成荷負(fù)電納米粒子，在負(fù)2KV～負(fù)29KV之間任一電位電場(chǎng)作用下，迅速向外擴(kuò)散，覆蓋一定區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所述超微電子發(fā)射極，其制造a)為用鉑、金、碳素纖維絲制作電極，用熔焊法，固定在玻璃支架上；用鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維絲用環(huán)氧樹脂粘合劑封于石英、玻璃、聚乙烯、聚四氯乙烯、聚脂纖維類、氮化硅、氧化鋁、絕緣體做成的支架上，引出端將鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維均用導(dǎo)電膠與銅導(dǎo)線粘后引出；除上述方法外鉑絲可用金屬銦在低溫融化與導(dǎo)線聯(lián)結(jié)后引出；b)將鉑、金、錸、鎢、銥、碳素纖維絲排列在絕緣體的表面，排列成各種形狀組合式條形、圓環(huán)形、弧形，然后用粘合劑進(jìn)行固定和粘合，絕緣體材料和引出端及導(dǎo)線固定法同上；c)將錸、鎢或其相應(yīng)的合金，用電解腐蝕法制成各形狀的電極，其電極用環(huán)氧樹脂固定在絕緣支架上，或用機(jī)械法鉚接固定在絕緣體上，絕緣體材料選用石英、玻璃、聚乙烯、聚四氟乙稀、氮化硅、氧化鋁、聚脂復(fù)合板中的任一種，引出端用導(dǎo)電膠與導(dǎo)線粘接引出，或用機(jī)械法將引出導(dǎo)線與電極同時(shí)固定在絕緣體上；尖銳狀及針狀電極用上述方案；d)利用尖刻技術(shù)制成超微電極，其方法為在絕緣體平板上，用噴鍍或?yàn)R射法鍍上一層均勻金屬膜，金屬膜材料用鉑、金、銥，然后用聚酰亞胺光敏高分子材料薄膜覆蓋后進(jìn)行光刻蝕，使其形成所需形狀電極，電極的基體材料是si/sio2、石英、玻璃、氮化硅中任一種，用導(dǎo)電膠與銅導(dǎo)線聯(lián)系后引出。
全文摘要
一種荷負(fù)電納米粒子產(chǎn)生裝置及方法,由電源分別連超微電子發(fā)射極及控制組件組成的裝置中,超微電子發(fā)射極在電源和控制組件的作用下,依據(jù)電極材料形狀、尺寸和使用不同目的,控制電極使其相對(duì)地處于負(fù)2KV到負(fù)29KV的電位,形成隧道效應(yīng)場(chǎng)電子發(fā)射,其所產(chǎn)生的高電流密度電子在與空氣溶膠中的粒子碰撞過程中能調(diào)節(jié)能量,使電子隨著在具有較寬能帶的不同尺寸的納米粒子上而形成荷負(fù)電納米粒,做成的裝置可用在新型醫(yī)療設(shè)備、家用電器、保鮮工程、無菌工程、生物工程和改善環(huán)境等多種領(lǐng)域設(shè)備上面,廣泛地為人類服務(wù)。
文檔編號(hào)A61N1/44GK1325820SQ01120188
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2001年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者方墨希, 孫岳 申請(qǐng)人:方墨希, 孫岳