イオン関連知識
“イオン”については、まだまだ科学的議論がなされている最中ですが、今現在わかっている範囲のことは下記の通りです。何でも、このイオンを利用した新技術がとても有望視されているようで、身の回りでは空気清浄機の他にリチウムイオン電池、最近はプラズマイオンなんていうのもでてきました。ちまたでは、電子治療器としてイオンを体内に照射する治療院もある程です。未知のことに対して疑念をもつより期待をもちたいものです。
◆イオンの発見
イオンの正式名称は「ヒドロキシルイオン」といい、“ion”(イオン)はギリシア語の「行く、さまよう」の意味をもち、科学者M・フィラディが、電子の動く性質から命名しています。1899年にエルスターとガイテルというドイツの学者が、大気中に電気を運ぶ粒子“ion”が存在することを発見。イオンの存在自体は100年以上前から知られていたということです。なおマイナスイオンという呼称は正式ではなく、学術的に英語表記では「negative ion」が一般的で、「負イオン」や「陰イオン」と呼ばれます。
◆イオンの発生“レナード効果”
ドイツの実験物理学者“P・レナード”氏が、滝周辺の空気が負に帯電する(=マイナスイオンが粒の細かい水滴に付着する)現象を説明した論文を発表しました。このことから滝つぼなど、水しぶきのあがる場所でマイナスイオンが多く発生することを彼の名にちなんで「レナード効果」と呼ぱれています。1905年には陰極線の実験的研究によって、ノーベル物理学賞を受賞しています。
◆イオンの発生要因
レナード効果以外にも、大気中のイオンは、様々なかたちで生成されます。紫外線は気体を通過するときに、気体を強くイオン化します。10km上空では、地表の10倍のイオンが存在するともいわれます。また、地球内部のラジウムなどの鉱石から放射される地殻放射線が、地表の大気微粒子にぶつかることによってもイオンが発生します。
◆イオンの発生する時
雨の降っている最中よりも、むしろその翌日のほうがマイナスイオンは多く発生します。地中にしみ込んだ雨が太陽の光で蒸発して細かい水滴が増えているとき、それにマイナスイオンが付着することができるからです。雨の日のように湿度が高いときは、細かい水滴が再結合するので、結果的にマイナスイオンが付着すべき数が滅ってしまうということです。
◆イオンの測定単位
空気中のイオンには、「○○○個/立方cm」(単位体積あたりのイオン個数)という表示単位が用いられます。マイナスイオンの測定手段方法や表示方法には色々なものが考案されていますが、まだ統一的な基準はなく、双線電位計と吸引ファンを用いた「エーベルト氏測定装置」など、初期に開発されたものが使用されているようです。
◆イオンは目には見えず無味無臭
電気を帯びた原子団である空気イオンは、空気中の霧や挨などの微粒子に吸着されることで、確認できるほどの大きさになることはありますが、直接見ることはできません。また無味無臭ですが、マイナスイオンを浴びた水などは味が変わるとされます。マイナスイオンで中和された空気の爽やかな香りも、間接的な知覚と考えられています。
◆イオンはプラスとマイナスだけでなく大小もある
空気中のイオンにはプラスとマイナスが存在しますが、大小もあります。ちなみに小イオン(軽イオン)は、電子または原子イオンが核となって周囲の気体分子を引き寄せたもので、比較的高速に動きます。電子や小イオンが微粒子に付着したものが大イオン(重イオン)で、質量は小イオンの1,000倍ほど。運動度や拡散係数の大きい小イオンのほうが、呼吸によって肺のなかに吸着する確率も高く、生体への効果の高いものは小イオンとされています。
◆イオンの吸収と通過
マイナスイオンは呼吸や皮膚から体内に取り込まれます。衣服を着ていてもマイナスイオンの効果を得ることができるのは、マイナスイオンの一部(被服透過度にはいろいろな説がありますが、約10%ともいわれます)と、それからイオンの電子が衣服を通過するためです。なおマイナスイオンは、プラスチックなどの素材を通過することはできません。
◆イオンの性質
プラスとマイナスに分離されたイオンは、それぞれ単体では不安定な状態になり、“何か”とくっついて安定しようとする性質があります。だから空気中の浮遊菌や有害物質などを見つけると、まわりを包みこむように凝集。これが、空気清浄効果をもたらすことになります。空気が澄んでいるように感じる滝や噴水、雨上がりの日は、大気中の汚染物がイオンで捕らえられるというわけです。
◆人工的イオンの発生法
現在では様々なマイナスイオン製品が販売され、何れも空気中にマイナスイオンを発生させるもので、 発生量は製品によってまちまちですが、主なものでは下記のようなものがあります。
金属電極を用いて放電させるもの
水を粉砕させるもの
紫外線を利用するもの
天然鉱石を用いるもの
製品としては多岐に渡っていて、純粋にマイナスイオンを発生することを目的としたマイナスイオン発生器や、付加的にマイナスイオン発生機能を持たせたエアコン、ドライヤーをはじめとする家電製品、その他衣類・寝具 なども目にします。
しかし、マイナスイオンは本来「自然界における水の微粒子」なはず。水を使わずして電気的にマイナスイオンが発生できるのでしょうか。それつて単なるプラス電子とマイナス電子のこと?。まったく不可解です。