专利名称：一种玉的表面活化方法
技术领域：
本发明属于医学保健材料领域，尤其涉及一种对玉及玉石进行活化处理，在其表面构建纳米孔隙的方法。获得的活化玉可用于美容养颜及养生保健。
背景技术：
中国传统医学中，利用玉养生历史悠久，《神龙本草》、《本草纲目》中记载玉石可有“除中热，解烦懑，助声喉，滋毛发，养五脏，安魂魄，疏血脉，明耳目”等诸多功效。古人认为，玉是阴阳二气的纯精，是和谐的物化表示，相信对人体健康具有有神奇的作用。古人医书称“玉乃石之美者，味甘性平无毒”，并认为玉是人体蓄养元气最充沛的物质。现代科学研究表明，玉与玉石富含有十多种有益的微量元素，如钠、钙、镁、铝、金、银、硅、锌、铁、硒、镁、锰等，还带有负离子效应与微弱的电磁场等，因此具有明显的养生功效。玉所蕴含的多种微量元素，加之其负离子与电磁场效应(《玉石类碎石的利用价值及聚合方法》，石材， 2011，1)，可能能够有助于细胞的新陈代谢，促进微循环，改善腺体分泌，有助于人体各器官生理功能的协调平衡，最终达到颐养生命、增强体质、预防疾病，延年益寿的目的。从广义上来讲，玉，玉髓，绿松石，玛瑙等都被称为玉，但从狭义上讲，只有硬玉(翡翠)和软玉(透闪石，阳起石等)才能被称为玉，其他的可以被叫做玉石(《浅谈宝玉石的评价鉴别方法》，科技资讯，2011，6)。自古以来，对于玉就有“死玉”和“活玉”的说法，有文献认为死玉的化学成分构成很坚固，随时间的变化而影响极小，对于人体养生的价值也较小。更有意义的是“活玉”。“玉养人，人养玉”指的是“活玉”。佩戴活玉，玉中的圆润和灵性会慢慢地渗透出来，改善人的面容和健康，这就是“玉养人”。所谓“人养玉”，则是指活玉随佩戴时间的延长，人体会影响到玉，促使玉慢慢发生变化，变得更有灵性。事实上，玉及大多数的玉石为含大量硅酸盐，偏硅酸盐及二氧化硅的天然矿石，其表面存在结构完整及不完整的微晶粒。在人体佩戴过程中，由于体温，体液等因素的持续作用，不完整的晶粒发生微弱的溶解，电离，从而释出微量元素及表现出负离子与电磁场效应，而完整晶粒则逐渐被破坏，形成新的不完整晶粒。这个反应过程的快慢取决于玉的表面层性质，如果其表面结晶结构完整，微结构光滑且具有较低表面能，此反应速度可能较慢，表现为“死玉”；而如果其表面结晶结构本身就不完整，表面富孔隙，具有较高表面能与较多表面层原子，此反应速度可能加快，表现为“活玉”。开采的天然玉原矿大多数是“死玉”，“活玉”极少，因而更显珍
虫
贝ο天然“活玉”稀少而昂贵，不能满足大众养生保健的需要。如能利用现代科技，将大量的“死玉”活化为“活玉”，不仅有助于增进群众健康，也可创造巨大的经济效益。如上所述，玉活化的关键可能在于其表面的处理，破坏表面微晶粒的完整性，增加孔隙，提高其表面能。一些方法，比如表面层腐蚀可能可以达到此目的。玉与玉石中富含硅酸盐及二氧化硅，工业上一些腐蚀剂已经可以实现对这些成分的可控腐蚀，诸如HF，HCl及KOH等均被应用于含硅复合物的化学腐蚀。但是，常见腐蚀剂的腐蚀速度过快，对表面层的破坏较为剧烈，往往彻底破坏原有表面层，很难形成富含空隙，具有较高表面能且不完整晶粒占多数的表面。相比之下，一些较弱的酸混合腐蚀液反而可以达到更好的效果，并且，较之于具有毒性与强腐蚀性的无机酸，混合有机酸的使用也有助于打消对终产品安全性的担忧。纳米技术是当今科学研 究中的热点之一。现有的研究揭示具有表面纳米结构的生物材料具有许多有益的性质。除了活跃的表面性能外，还包括杰出的抗菌性能，高吸附性及良好的生物电磁场效应等。银离子敷料，植入用活性钛，钙磷陶瓷等生物材料中纳米技术的应用均展现出了良好的效果。纳米表面结构可能有助于增加材料与组织细胞之间有益的相互作用，进一步增强组织细胞自身的活力，促进机体的平衡与修复。因此，如果通过在表面引入纳米孔隙对玉进行活化，将可能提供更佳的养生保健效果，甚至优于天然“活玉”。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过构建纳米孔隙，从而对玉及玉石进行表面活化处理的方法。本发明的目的是通过下述技术方案实现的
选取玉或玉石原料，将其加工成适当的形状(如果是粉末状原料，可以进行筛分)，按以下步骤进行酸蚀活化
(1)用大量的去离子水清洗原料，以去除其上可能沾染的可溶性杂质，之后将原料置于至少2倍体积的去离子水中浸泡至少8个小时；
(2)将浸泡后的原料捞出，加入至少2倍体积的酸蚀活化液活化处理至少2小时；
(3)捞出酸蚀活化处理后的原料，使用去离子水多次清洗，直至清洗用去离子水的pH ^ 4为止，将所有固形物转移至清洁的去离子水中继续浸泡至少48小时；
(4)浸泡完成后干燥处理，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化成品。为了在富含硅酸盐，偏硅酸盐以及二氧化硅的玉或玉石表面构建纳米级的孔隙，酸蚀活化液必须具有一定的腐蚀能力。但是，如果腐蚀能力太强，会导致表面孔隙的无序增大，形成超过纳米尺度的大孔，甚至导致表面层的完全腐蚀，而在其下形成新的，光滑完整的表面层，达不到活化的目的。另外，工业上硅腐蚀常用的HF，HCl及KOH等腐蚀剂具有较高的毒性，远不如有机酸混合后制备的酸蚀剂安全。因此，本发明中酸蚀剂采用以下配方(质量百分比):乙醇O. 1-2%,甲酸O. 1-0. 5%,乙酸O. 1-1%,丙酸0-0. 2%, 丁酸0-0. 2%,剩余体积以去离子水补足。在酸蚀处理时，保证酸蚀活化液的体积不低于进行处理的原料体积的2倍，以保证酸蚀效果的同时避免过度腐蚀。事实上，本酸蚀剂配方中所使用的各种有机试剂均是在自然条件下佩戴，活化玉石时可能会接触的有机物质，因此本配方更接近于天然活化的过程。此外，考虑到加速反应，以及对酸蚀后表面孔隙结构的动态调节，可以在酸蚀活化液中加入质量百分比为O. 1-5%的氢氟酸。同样，整个活化处理过程也可在加热的条件下进行以达到相似的效果，比如以37°C进行可以模拟人体环境，而70-90°C下则可能获得更短的处理时间。本发明的活化方法不仅适用于狭义的玉，也可以是广义的，含有硅酸盐与二氧化硅成分的玉石，包括玉髓，玛瑙和黄龙玉等。所使用的原料可以是已加工成型的块体，也适用于各种不同粒度的粉末。此外，为了提高养生保健的效果，在酸蚀处理后去离子水浸泡过程中还可加入各种有益的中药，如山药，生姜，何首乌，丹参，五味子，葛根等。虽然已有许多报道涉及“活玉”的概念，以及活玉对于养生的积极意义，但是，迄今为止，尚无怎样活化玉或玉石，利用现代科技提高其保健效果的报道。中华人民共和国发明专利申请200310105484. 8 (申请号)试图提供一种将璞玉转化为活玉的制备方法，但其申请实际上仅涉及使用多种中药制剂对玉石进行的浸泡，且并未获得授权。本发明利用现代科技，基于酸蚀活化原理，可以快速而确切的活化玉及玉石的表面层，提高玉的养生效果。获得的活化玉可用于多种医疗保健用途，其相对较低的成本，有助于将传统的“玉养生”推广至更多的人群，增进群众健康。并且，表面纳米孔隙的引入，有可能利用纳米效应，提供更佳的效果，并且创造巨大的经济效益。
图I经本发明表面活化方法处理后玉粉的扫面电镜(SEM)观察结果，放大倍数为100000 倍。 图2经本发明表面活化方法处理后玉块的扫面电镜(SEM)观察结果，放大倍数为100000 倍。图I中可见玉粉颗粒堆积成团，其表面大部分区域可见直径约几个纳米的晶粒与小孔。图2中可见玉块平坦的表面上满布约几纳米至十几纳米的晶粒，小孔与沟槽。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做详细的说明。实施例I :
取和田羊脂白玉(软玉)，以圆盘锯分切成小块后用刚玉研钵研碎，用90um筛网筛分研磨所得的粉末，取粒度小于90um的部分，按以下的流程进行活化处理
(1)以20倍体积的去离子水将粉末清洗3次；捞出粉末，置10倍体积的去离子水中浸泡24小时；
(2)捞出粉末，以10倍体积的酸蚀活化液处理72小时；酸蚀活化液的配方为乙醇
O.5%,甲酸O. 5%,乙酸O. 5%,丙酸O. 1%，去离子水98. 4% ；
(3)捞出酸蚀活化处理后的粉末，使用去离子水多次清洗，至清洗用去离子水的pH^ 4为止，将所有固形物转移至清洁的去离子水中继续浸泡168小时；
(4)浸泡完成后取出粉末，真空干燥处理2小时，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化和田羊脂白玉粉。实施例2:
取緬甸翡翠(硬玉)，以圆盘锯分切成后用刚玉研钵研碎，用ISOum筛网筛分研磨所得的粉末，取粒度小于ISOum的部分，按以下的流程进行活化处理
(1)以20倍体积的去离子水将粉末清洗3次；捞出粉末，置10倍体积的去离子水中浸泡72小时；
(2)捞出粉末，以10倍体积的酸蚀活化液在70°C条件下处理72小时；酸蚀活化液的配方为乙醇2%，甲酸O. 5%，乙酸1%，丙酸O. 2%，丁酸O. 1%，去离子水96. 2% ；
(3)捞出酸蚀活化处理后的粉末，使用去离子水多次清洗，至清洗用去离子水的pH>4为止，将所有固形物转移至清洁的去离子水中继续浸泡336小时；
(4)浸泡完成后取出粉末，置阴凉处阴干，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化翡翠玉粉。实施例3:
取和田羊脂白玉(软玉)，分切成一定形状的块体，按以下的流程进行活化处理
(1)以20倍体积的去离子水将玉块清洗3次；捞出玉块，置10倍体积的去离子水中，在37 °C条件下浸泡144小时；
(2)捞出玉块，以20倍体积的酸蚀活化液在70°C条件下处理144小时；酸蚀活化液的配方为乙醇2%，甲酸O. 5%，乙酸1%，丙酸O. 2%，丁酸O. 2%，氢氟酸O. 2%，去离子水95. 9% ；
(3)捞出酸蚀活化处理后的玉块，使用无菌去离子水多次清洗，至清洗用去离子水的PH > 4为止；将质量百分比均为2%的山药，生姜，何首乌，丹参，五味子，葛根加入去离子水中煮沸，以文火熬制4小时后过滤，取其滤液；所有清洗后的玉块无菌条件下转移至此滤液中在70°C下继续浸泡168小时；
(4)浸泡完成后取出玉块，真空干燥处理4小时，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化羊脂白玉玉块。实施例4:
取黄龙玉原石，分切成一定形状的块体，按以下的流程进行活化处理
(1)以20倍体积的去离子水将玉块清洗3次；捞出玉块，置10倍体积的去离子水中，在70°C条件下浸泡72小时；
(2)捞出玉块，以20倍体积的酸蚀活化液在70°C条件下处理144小时；酸蚀活化液的配方为乙醇1%,甲酸O. 3%,乙酸1%，丙酸O. 2%, 丁酸O. 2%,氢氟酸O. 5%,去离子水96. 8% ；
(3)捞出酸蚀活化处理后的玉块，使用无菌去离子水多次清洗，至清洗用去离子水的pH彡4为止；将所有清洗后的玉块置去离子水中于37°C下继续浸泡168小时；
(4)浸泡完成后取出玉块，置阴凉处阴干，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化黄龙玉块。以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的几种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种玉的表面活化方法，其特征在于活化过程包括以下步骤 去离子水清洗原料，以去离子水浸泡至少8小时； 以酸蚀活化液活化处理至少2小时； 去离子水多次清洗，之后置去离子水中浸泡至少48小时； 干燥处理，获得表面具有丰富纳米级孔隙的已活化成品。
2.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于所用的酸蚀活化液配方及质量百分比为乙醇O. 1-2%,甲酸O. 1-0. 5%,乙酸O. 1-1%,丙酸0-0. 2%, 丁酸0-0. 2%,剩余体积以去离子水补足；在进行酸蚀处理时，酸蚀活化液的体积应不低于进行处理的原料体积的2倍。
3.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于活化液中可加入质量百分比为O. 1-5%的氢氟酸，以加快反应速度，调节所形成的表面孔直径。
4.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于酸蚀活化处理及去离子水浸泡的各步骤均可在加热条件下进行，以调整反应速度，调节表面孔隙的大小。
5.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于所使用的玉原料可以是狭义的玉，即硬玉(翡翠)与软玉(和田玉等)，也可以是广义的玉石，包括玉髓，玛瑙和黄龙玉等。
6.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于所使用的原料可以是块体，也可以是各种不同粒度的粉末。
7.根据权利要求I所述的玉的表面活化方法，其特征在于酸蚀处理后去离子水浸泡过程中可加入有益的中药，提高养生保健的效果。
全文摘要
本发明属于医学保健材料领域，尤其涉及一种对玉及玉石进行活化处理，在其表面构建纳米孔隙的方法。其流程包括去离子水清洗原料粉或块体，去离子水浸泡至少8小时；以酸蚀活化液处理至少2小时；去离子水多次清洗，之后置去离子水中浸泡至少48小时；干燥处理，获得已活化成品等。其中酸蚀活化液主要由乙醇，甲酸，乙酸，丙酸，丁酸及氢氟酸等组成。整个反应可在加热的条件下进行，还可以在浸泡过程中加入有益中药，以提高成品的保健效果。本发明的方法可以快速而确切的活化玉及玉石，提高其养生效果。获得的活化玉可用于多种医疗保健用途，其相对较低的成本，有助于将传统的“玉养生”推广至更多的人群，增进群众健康，并且创造巨大的经济效益。
文档编号C04B41/46GK102951926SQ20111024896
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者袁暾, 张波, 周高华 申请人:袁暾, 四川三泰医药科技有限公司