基本信息
活性水燃基:
活性水燃基(一類物質的總稱):主要成分為氫氧自由基(又名羥基自由基),原子量17,化學式/分子式:∙OH,即氫氧根(OH-)中失去一個電子,具有強氧化能力(氧化電位2.8V),在自然界中氧化性僅次於氟(2.87V) 。除此以外,如在自來水中產生還包括一定量的次氯酸,化學式HClO,具有氯元素含氧酸中最高的氧化性。另外,還有微量的過氧化氫(又名雙氧水),同樣對有機物有較強的氧化能力 。
物理性質:
1.活性水燃基為無色透明基團或分子,在載入有電場的金屬催化極板間的水溶液中產生。
2.活性水燃基在微觀尺度下的產生過程十分迅速,過程中的10s至10s之間發生電離反應、10s發生激發反應,10s離子-分子反應和激發分解,10s發生水合電子解離與自由基的擴散和均勻分布 。
化學性質:
1.氧化性:主要成分氫氧自由基具有僅次於氟的氧化性,次氯酸具有氯元素含氧酸中最高的氧化性,過氧化氫亦具有強氧化性。
2.穩定性:活性水燃基很不穩定,1秒內參與的化學反應即結束,無補充的條件下巨觀上幾秒鐘內複合為基態 。
化學活性:
10s至10s時間段活性水燃基與接觸的有機物進行化學反應;10s發生活性水燃基擴散和均勻分布,直至1s發生活性水燃基與有機物的化學反應直至反應結束,1s到10s發生生物化學反應 。
化學反應方式:
1.氫抽提:活性水燃基與被抽提的α氫原子結合為水分子
2.氧化分解反應:活性水燃基攻擊分子鏈,使其氧化分解
3.加成反應:活性水燃基使有機物分子中的重鍵打開,原重鍵兩端原子各自接上一個新的基團
4.電子轉移反應:活性水燃基吸收反應物的電子將其氧化,自身變為穩態的氫氧根(OH)
基本用途
技術特徵:
活性水燃基由於其極高的氧化性、產生的便利性、反應的安全性和無添加、無耗材、無殘留等多種技術優勢,天然地適合套用於食材的淨化。具體地,在食材淨化領域,活性水燃基有以下技術特徵:
1.幾乎能和所有生物大分子、有機物或無機物發生化學反應,有高的反應速率和負電荷親電性
2.對C-H鍵,C-C鍵的有機物反應速率常數達10L/mol/s,達到擴散速率極限值,比臭氧反應速率常數高7個數量級
3.形成耗時短(小於10s)
4.對有機物的降解反應無差別
5.剩餘的活性水燃基最終生成無毒害的水、二氧化碳和無機鹽
注意事項:
由於活性水燃基有較強的氧化性,應儘量避免皮膚表面傷口、口鼻腔、眼睛等部位的直接接觸;亦需避免衣物直接接觸以免漂白褪色。
研究歷史
在研維科技的研究人員為上海交通大學生命科學學院提供技術支持的過程中,所搭建的自由流電泳分離提純實驗台採用了特殊的材料和腔體,為電泳分離的過程提供均勻、穩定的電場。技術支持期間開展了將普通的自來水放入分離腔體中以驗證電場穩定性的實驗,該研究人員恰好手指有傷口,在接觸分離腔體的自來水中產生了強烈的刺痛感。“為什麼普通的自來水不會讓傷口刺痛?而反應腔上電工作後就有刺痛感?自來水中產生了什麼物質?”一系列問題激發了研維科技研究人員的興趣。這種刺痛感和酒精在傷口帶來的刺痛感很像,是不是自來水通電後也具有類似的消毒功能?於是,研維科技的工程師找來了一些細菌(大腸桿菌)放入自來水中,通電數秒鐘後,送樣檢測後發現大腸桿菌基本被殺滅。在此現象的啟示下,經研維科技研發團隊在新材料、納米技術領域大量的文獻調研、科學分析和公司實驗室內大量的理論試驗驗證,確認了自來水在特殊電極材料和特定的電壓條件下,在水中可產生大量的強氧化性物質,即活性水燃基 。
運用展望
隨著社會的發展,空氣污染、水污染、食品污染已經威脅到人們的生存和健康。特別是一些污染企業的隨意排放,導致空氣、水受到嚴重的污染。同時,農藥濫用、激素、抗生素蔓延,像幽靈一般飄蕩在我們身邊,通過食材進入我們的身體,時時刻刻威脅著你我的健康。有害物質在食材表面的頑固殘留和集結,讓我們的雙手搓洗、清水沖刷等方法變得毫無意義。
自2013年以來,畢業於上海交通大學生命科學學院的博士,開啟了活性水燃基技術的研發,經過近3年的潛心研究和實驗,於2016年8月活性水燃基技術研發成功,獲得多項國家專利並首次提出公開。
活性水燃基是一種以水為原料,利用特殊的材料及先進的材料加工技術,並在超低的電壓驅動下,從水中激發出來的一種複合淨化因子,其主要成分為.OH(活性氧)、微量HClO、ClO和H2O2等。活性水燃基具有高效去除空氣、水中有害物質和食材表面農藥殘留、細菌、病毒等有害物質的功能。因此,活性水燃基技術可用來進行空氣、水、食材的淨化 。