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磁能活性水的研究进展摘要：文章介绍了磁能活性水技术的国内外研究进展，以及磁能活性水在各个领域的应用。针对目前市场上关于磁能活性水产品的不足，介绍了磁能活性水发生器的新一代产品能量活水发生器的工作原理和工作方式，为磁能活性水研究提供新的依据。关键词： 磁能 活性水 水分子团簇 前言目前，关于磁能活性水的名称有很多种，有磁化水、磁水、磁处理水等。笔者认为磁能活化水可以更贴切地反映水的特点，文中有些地方遵照传统习惯仍然称作磁化水。1945年比利时人T.Vermeiren首先提出磁化水的应用后，磁处理水技术得到广泛的研究和发展。但大多数的研究只是停留在磁化水物理性质和应用的研究上，对于磁化水成因及形态的研究却少涉及。随着对水研究的深入，学者提出水分子团簇理论并加以验证，以及光谱科学和微观测试技术的发展和原子轨道理论的介入，水分子团簇的研究进入量子时期，从而为揭示水分子团簇存在形态的成因提供了实验和理论依据。水分子团簇理论的发展为磁能活性水的研究提供了理论基础，同时推动了磁能活化水的应用发展。1水分子团簇理论早在1977年，Dyke就利用红外光谱测试并验证了二元水结构，随着各种科学技术的发展和研究方法的改进，关于水分子团簇结构的研究进入量子时期，出现了各种相关理论和水分子团簇结构的立体拓扑结构计算模型13，例如密度函数理论DFT4、Car-Parrinrllo5分子动力学模型等，各种理论和实验都证明，在自然条件下，水是以水分子簇的形式存在的。有的学者运用Hartree-Fock方法，利用变分原理巧妙地将复杂的多电子问题简化为单电子问题研究水分子团簇的结构，并且得出结论：H2O（n6）的水分子团簇是以二元或环形结构存在，H2O（n6）的水分子团簇是以三维立体结构存在的1。基于蒙特卡罗模拟的极化-解离多体经验势能函数(PD-PEF)的计算和很多学者的实验，在六水分子簇的稳定性研究中，得出环状六水分子簇具有最稳定的结构68。水分子团簇以氢键为骨架，团簇结构的改变实质上是氢键发生变化，氢键不同于化合键，氢键较长，键能较小，在受到外加作用力，如电场、磁场、电磁波等作用的时，水的偶极分子发生定向极化作用，电子云发生变化，氢健发生弯曲和局部断裂，结果使水体中水分子团簇变小，单个水分子数量增多。这种由大分子团簇变成小分子团簇和单个水分子的水称为活化水。水分子团簇的大小可通过核磁共振的方法测量水的半幅宽来衡量，半幅宽越小，水分子团簇较小，水的活性就高。当水体中含钙、镁、铜等金属离子较多时，半幅宽变小，水的活性较高。2 能量活水发生器技术革新目前市场上磁水处理器种类很多，许多产品在初期效果良好，但经过一段时间使用后效果明显下降甚至不发挥作用。原因主要是所用磁体材料不耐高温，易氧化退磁，设计缺陷导致水处理不充分等等。能量活水发生器以水分子团簇理论为基础，是在现有活性水研究基础上，经过改革创新，研制出的新一代活水处理器。首先，能量活水发生器采用新型的合金磁体材料，磁力强，不易氧化，可耐 600-800 高温、磁力能保护50100年之久。其次，结构设计上，改传统的外磁式为内磁式，避开壳体的抗磁屏蔽作用，促使水流在设备内能得到充分处理。另外最突出的特点在于采用巧妙地磁块排列设计，采用内磁多极组合结构，使水流能经受多次磁场作用，避免了以往外磁式结构因壳体碳钢管壁厚抗磁能力大而影响处理效果。能量活水发生器内置磁体的组合形式使仪器内部形成了高梯度磁场，磁场以一定梯度递增，这样就形成势能递增的稳变电场，根据物理学中的有效势概念，将势能平均化的同时，保持一定递增梯度，按介质电离发射规律的不同，形成有效梯度，使介质分子间形成筛式共振。由于通过能量活水发生器的水分子团簇本身进行着不间断的振动运动，当水体通过高梯度的磁场时，受到磁感应振动，一些水分子的振动频度与磁场的振动频度恰好相等或成比例时，即发生共振。水是一种反磁性的物质（反磁性是当物质进入磁场后，会产生与磁场相互排斥的力），当水在磁场中磁化后，水分子磁矩趋向于与磁场反方向排列，在受到磁场强反磁性的作用下，水分子发生偏向，由本来散乱的形态转变成具有一定的方向性910，如图1所示。磁场强度越大，共振越剧烈，水分子产生的水平面凹陷会越明显，水分子团簇在强共振场的作用下，氢键发生断裂，致使大分子团簇转化为小分子团簇和单个水分子。图 1 水的反磁性另外一方面，在不同条件下，水的温度、硬度、pH、钙镁离子浓度等指标不同，水分子团簇能量结构也不可能相同，那么要将大分子团簇转化为小分子团簇所需的能量也是不同的，传统的磁能活性水发生器采用单一的能级设置，只对相应能级结构的水分子团簇发挥作用，因此达不到好的效果，如果水质变化，甚至失效。能量活水发生器针对这点，特别内置天然矿石，能够向水体中注入远红外、负电离子、银离子、铜离子和各种矿物质，尽可能的模拟天然矿泉水形成路径，这样就具有高能量的发生场，克服了单一共振，实现了多频共振，并且能够长时间维持小分子团簇的高活性亚稳状态。3 磁能活性水的应用3.1磁能活性水的生物效应经过大量的科学研究和临床检验，磁能活性水对人体健康的积极作用已经得到肯定1114。磁能活性水可有效改善细胞的水合作用，水的生物膜透过率，调整人体酸碱平衡，因而可促进人体新陈代谢，提高人体免疫力，有保健美容的功效，而且对防治结石、类风湿、高血压等疾病有明显作用1517，磁能活性水具有较高的乳化力和溶解力，还可增加营养物和药物的溶解度。3.2磁能活性水在建筑工程中的应用 自1945年，TVermeiren提出使用磁化水进行锅炉除垢以来，国内外很多学者一直致力于磁化水在建筑工程中的应用研究。上世纪60年代开始，原苏联便最早开始了磁化水混凝土技术的研究，此后，磁化水在混凝土和水泥的应用研究逐渐增多1830，磁化水与普通水拌制的混凝土相比，混凝土的抗压强度和抗冻性明显提高，减水剂用量减少，并且耐久性也优于普通水。3.3磁能活性水在农业中的应用活性水运动速度快、渗透性和溶解力强，可以有效促进植物呼吸和光和作用、改善土壤质量、消灭土传病害、提高肥料利用率和农产品品质、增加作为产量，还可以对盐碱地进行改造。张瑞明等人31在黄瓜和番茄的种植中使用活性水进行灌溉，研究结果发现，两种作物的产量分别提高了14.4%和11.5%。马国进等人32也用活性水进行栽培，结果表明水果黄瓜的抗病性和产量较普通水明显提高。3.4磁能活性水在工业中的应用磁化水在工业中的应用很广，首先，可以有效解决各类热交换器、工业冷却水、工业循环水，饮用水系统中普遍存在结垢问题3337。水体通过磁场，在强的共振场中，氢健发生弯曲和局部断裂，转化为活性较高的小分子团簇和水分子，这些呈自由化的水分子占据了水体的全部空间间隙，这一现象的存在有效地抑制了水体中结垢物质晶体的形成；另一方面，水体以一定流动方式切割磁力线，水流中溶解的矿物质和盐类随着强烈振荡接受磁能，原子外围轨道上电子的磁场（磁链）受到干扰而破坏，导致磁场方向发生改变，进而使矿物质和盐类的原子和分子内聚力发生变更，分子结构改变，此作用抑制了水垢结晶的形成，并使水中水垢结晶逐渐溶解。同时，水体磁化后，偶极矩增强，与盐的正负离子亲和能力增强，从而使管壁上原有水垢松软脱落，有效除垢。磁化水还具有杀菌灭藻、阻锈防腐的作用。因此，在居民饮用水消毒，游泳池等洗浴中心消毒灭藻等方面可以替代传统的化学投加药剂的方法。在污水处理中，磁场的记忆效应可以强化絮凝等物理化学过程，改善混凝效果，增加絮凝率，减少絮凝剂的使用。4结论水分子团簇结构理论的发展为磁化水的研究提供了理论基础，对于水体在磁场中微观结构的改变，磁水质量的影响因素以及磁化水在各种领域发挥作用的机理，到目前为止还没有统一明确的结论，随着实验和分析方法的不断改进，在机理研究和应用方面会向将磁处理技术与光、电、超声波等物理技术、生物技术联合应用的方向发展，以便磁化水更好地为人类服务。参考文献 1 Sediki A., Lebsir F., Martiny L., Dauchez M., Krallafa A. 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