静磁场作用下的水的性质改变

第３７卷第６期电子科技大学学报

、，｜０１．３７Ｎｏ．６

２００８年ｌ１月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ

Ｎｏｖ．２００８

静磁场作用下的水的性质改变

邓波，庞小峰

（电子科技大学生命科学与技术学院成都６１００５４）

【摘要】通过实验研究了静磁场作用下对水粘度、电导率和接触角的变化．结果表明，在静磁场作用下，水的粘度随磁

场作用时闻的增长而降低；同时，磁场强度越大，粘度降低得越快．水的电导率随磁场作用时间的增加而增加；水在铜表面上接触角减小了大约０．４０，在石墨表面接触角减小了大约２．４０．并得到了水在磁场作用下，发生上述性质改变的原因在于磁场影响了水中的氢键．

关键词电导率；接触角；静磁场；粘度：水中图分类号０５９文献标识码Ａ

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水是地球上最重要的物质之一，是生命存在的研究。对粘度和电导率的研究并没有采用经磁场，基础。磁场对水的影响方面的研究始终是一个重要而对浸润性质的影响迄今未见报道。本文测量了磁而复杂的课题，有利于磁场生物效应…等重要问题场作用下水的粘度、电导率以及在固体表面接触角的研究。磁处理水具有广泛的用途，文献【２．３】通过的改变，得到了一些较好的结果；并据此讨论了磁对废水进行磁处理来消除污染。但是，由于废水中场对水的作用特点。

污染的成分复杂，磁场对其影响不尽相同，因此废水的磁处理排除污染的方法还很不理想。磁处理水ｌ磁场对水的粘度的影响

同样可以用于锅炉出垢卜副，也能用于金属表面的防１．１磁场处理时间对水的粘度的影响

锈和混凝土的加速凝固［６－９１。在此情况下，对磁场作在粘度的测定中，本文采用重庆大学维多生物用下水的物理化学性质进行研究，有助于结合其他工程研究所生产的ＦＡＳＣＯ－２０５０Ａ全自动血液流变手段解决废水的磁处理解除污染问题。已有的实验仪，样品体积为５ｍｌ，测量温度为３７．５℃，使用的水以及理论模拟的研究表明，在经过电磁场或静磁场为双蒸水（纯水）。实验中所使用的磁处理水通过以下作用后，水的挥发度增加，溶解度增大，折射率减方式获得：在５０ｍｌ烧杯中倒入２０ｍｌ纯水，将烧杯置小，表面张力、红外光谱以及拉曼光谱等都有不同于强度为０．４４Ｔ的钕铁硼磁铁磁场上，环境温度为程度的改变Ｉｉｏ．２０１，但磁场对水的作用特点及其机理２０℃。每次测量时，通过血液流变仪的进样口直接并没有一个明确的结论。同时，磁场对水的粘度、

从烧杯中抽取样品。

电导率、浸润性质的影响并没有得到全面而深入的

不同磁处理时间的水的粘度随切变力的变化如

收稿日期Ｉ２００７—０９一１３；修回日期：２００８一Ｏｌ一２２基金项目：国家８６３计划（２００６ＡＡ０２２４Ｃ３）

作者简介。邓波（１９７５一），男，博士生。主要从事生物物理方面的研究．

万方数据

电子科技大学学报

第３７卷

图１所示。由图１可知，在磁感应强度０．４０Ｔ的磁场作用下，水的粘度值随着切变力的增大而减小。在此情况下，磁场作用时间越长，水的粘度值降低得越大。磁场作用６０ｍｉｎ后的水的粘度值已经基本与作用７５ｒａｉｎ后得到水的粘度值相同。这说明当磁场作用时间足够长后，即使再增加作用时间，水的粘度值也不再降低。出现这种情况的原因在于磁场作用的初期，由于外加磁场的引入，液态水的水分子由于受到洛仑兹力的作用，分子内能、热运动以及水分子间的氢键都受到了影响，从而引起水分子的重排。当磁场对水作用足够长的时间后，水中的分子重排和分布已经达到了动态平衡，水中形成了新的氢键网络。此时，水的粘度必然稳定在一定值，即磁场对水的粘度的影响达到了最大，与磁场对水的红外吸收强度的影响一致【２０Ｊ。不同磁处理时间的水的切变速率随切变力的变化如图２所示，对磁处理时间不同的水，切变速率随切变力的变化也不相同，磁处理时间越长，变化率越快。实验结果说明经过磁场作用后，水的力学性质发生了一定的改变。

　

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图２不同磁处理时间的水的切变速率随切变力的变化

１．２磁场强度对水的粘度的影晌

本文测量了在不同强度的磁场作用下（磁感应

强度分别为Ｏ．３０Ｔｆ阳０．４０Ｔ），水在高、低切变速率下

万方数据

粘度随磁场作用时间的变化，结果如图３、图４所示。磁场强度越大，水的粘度降低得越快。但随着磁场作用时间的增加，粘度降低的速率越慢。不论在何种磁场强度下，最终水的粘度值在作用７５ｒａｉｎ后都

基本不再变化，说明磁场对水的粘度的影响达ＮＴ

极限，即磁场对水的粘度的影响达到了饱和。这一结果同文献【２０】中磁场对水的红外光谱吸收强度的影响类似。文献【２１】提出了水的磁化理论：在液态水中，许多水分子通过氢键结合在一起，从而形成不同形式的水分子链或环，进而形成许多水分子构成的氢键网络。磁场对水的粘度影响达到饱和时，氢键网络最稳定。

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图３高切变速率下不同磁场对水的粘度的影响

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图４低切变速率下不同磁场对水的粘度的影响

２磁场对水的电导率的影响

本文采用美国Ｋｅｉ廿ｌｌｅｙ公司生产的４２００半导体特

性测试仪和伏安法检测了静磁场对水的电导的影响。具体测量方法为：在５０ｌＩｌｌ的烧杯中准确地量取

２０“纯水，将烧杯置于磁感应强度为０．４０Ｔ的钕铁

硼磁铁磁场上，然后将铂电极插入烧杯，在磁场作用不同的时间后分别测量水的电导，如图５所示。由图５可知，经过磁场处理后，水的电导发生了一定的

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改变，水的磁处理时间越长，水的电导越大；磁场对电导的影响也存在限度，当作用时间足够长，再增加时间，水的电导也不会增加。由于电导率与电导成正比，所有水的电导率在磁场作用下具有相同的变化。水分子中氢氧键（Ｏ．Ｈ）的键能为４．８ｅＶ。液态水中的分子热运动引起的碰撞能将粒子加速，可以提供克服势垒为５ｅｖ所需能量的加速粒子。５ｅＶ大于４．８ｅＶ，因而能够断开Ｏ－Ｈ键，出现了水的动态

性的增强，使其表面张力减小的缘故。

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的表面上更容易浸润，其根本原因在于水经过磁场处理后，由于分子间的成键和团聚状态的改变和极

微离解：Ｈ２０＝一４－ＯＨ－，所以常温下水有微弱的

导电能力。当外加磁场作用于水后，因为洛仑兹力对水中的粒子做功，增大了内能，使液态水中粒子更加剧烈碰撞，能提供更大的的能量以克服势垒以

断裂０－Ｈ键，使水中存在的ＯＨ－浓度增大ｆ２２】。另一个原因可能在于液态水中存在的质子传划２１１受到了磁

场的影响，这就是水的电导率在磁场作用后增大的根本原因。

图７石墨表面的接触角

：３５

４结论

从本文的实验结果可知，经过静磁场作用一定时间后，水的粘度、电导率以及接触角的确发生了改变。对于一定量的水，磁场强度和作用时间是影响水性质的重要因素。发生这些变化的根本原因可能是磁场能够影响水中的氢键，从而使水中的一些水分子长链或环的结构、分布、状态以及原子的结

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构在磁场作用后发生了改变，导致磁处理水的粘度、电导率和在固体表面接触角等的上述变化。这些特性的变化表明磁场能影响水的分子结构、分布及其特性。但磁场和水之间的关系以及磁场对水的作用过程及其机理都是非常复杂的，还需要深入和广泛的研究。

图５水在磁场作用不同时间后电导率的变化

３磁场对水的接触角的影响

文献００］报道了交变电磁场作用能够使水的表面张力减小。而水的表面张力减小，必然会使磁处理水具有一些独特的性质。本文采用ＯＣＡ４０Ｍｉｅｒｏ光学视频接触角测定仪（德［］Ｄａｔａｐｈｙｓｉｅｓ公司）测量了磁处理水在不同固体表面的接触角，以考察水分子团聚和表面张力的变化。磁场作用于水的时间为

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体积为３ｕ１，接触角测量范围为００＂－＇１８００，测量精度为士ｏ．３０。本文选取了石墨、铜和云母三种界面，测定在固体表面５个不同部位的接触角，结果取其平均值。实验结果如图６、图７所示。在水经过静磁场作用后，比较疏水的石墨和疏水的铜表面，．磁处理水的接触角都比正常的水接触角略小，在铜表面上接触角相差约０．４０，在石墨表面接触角相差大２．４。。这表明静磁场对水作用之后，水在石墨和铜两种材料

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编辑黄莘

静磁场作用下的水的性质改变

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

邓波， 庞小峰， DENG Bo， PANG Xiao-feng电子科技大学生命科学与技术学院,成都,610054

电子科技大学学报

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引证文献(4条)

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