黑紫砂壺功能機(jī)理的研究

袁野

黑紫砂，原指一種于明代燒成的窯變紫砂，因在龍窯燒成過程中氣氛不可控的關(guān)系，燒出的紫砂器呈黑色，故得名。據(jù)記載，黑紫砂有黑鐵砂、黑鯊皮、深青灰等品種。后來由于泥料配方和燒制工藝的失傳，這一珍貴的藝術(shù)品種消失了。近代人們?yōu)榱藷坪谏仙捌鳎谀嗔侠锛尤胙趸i來起到著色的效果，或用捂灰法讓紫砂壺變黑，這就完全失去了黑紫砂天然窯變的意義。

近代有研究者想恢復(fù)窯變黑紫砂的燒制工藝，始終無法使黑色均勻分布，俗稱花臉。

筆者通過十多年對黃龍山泥料和紫砂燒制工藝的研究，終于在2015年恢復(fù)了黑紫砂這一失傳了幾百年的黑紫砂泥料配方和燒制工藝，復(fù)原成果完全達(dá)到歷史記載的藝術(shù)效果，至此黑紫砂重現(xiàn)人間。該高溫窯變黑紫砂取材于天然黃龍山泥料，配方不含任何人工添加物。黑紫砂效果是自高溫窯變而來，藝術(shù)效果堪稱完美。其色如青銅般黑中有青，靈性十足。泡茶時壺身色彩變化萬端，美不勝收；久用則包漿溫潤、堅如天鐵；器表有磁性，能吸住磁鐵，茶水于壺中被磁化、礦化，因而甘甜柔和；壺壁吸附茶香，即使空壺注水也有茶香溢出，于壺中放置較長時間（2周左右），茶水不餿不壞。這一成果已于2016年獲得國家科技發(fā)明專利（專利號：201610298857，5）。

我們在2015至2016年最炎熱的盛夏進(jìn)行了一個試驗(yàn)。我們以各種泥料壺盛置普洱茶一個月，對比觀察。試驗(yàn)結(jié)果如下：段泥壺四天即霉變；朱泥壺七天也已霉變；而黑紫砂壺，一直到二十五天都沒有霉變跡象。黑紫砂具有這樣神奇的作用，我們對這一現(xiàn)象試作科學(xué)分析。黑紫砂泥料中含6.6%的三氧化二鐵即Fe2O3，特定的燒成過程中會形成Fe3O4。四氧化三鐵的化學(xué)式為Fe3O4，有磁性，俗稱氧化鐵黑、磁鐵、吸鐵石、黑鐵，故又稱為磁性氧化鐵。這種物質(zhì)可以近似看作氧化亞鐵與氧化鐵的化合物，溶于酸溶液，不溶于水，不溶于堿溶液，不溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。天然的四氧化三鐵在潮濕的空氣環(huán)境中容易氧化成三氧化二鐵。

四氧化三鐵具備磁性和抗腐蝕性。磁性環(huán)境之中，細(xì)菌數(shù)量呈負(fù)增長態(tài)勢，加之紫砂本身的雙氣孔特性、密閉良好的造型及泥料中含有天然鈦，因此黑紫砂壺具備卓越的保鮮功能。

1 黑紫砂壺的磁性對水中異養(yǎng)菌數(shù)量的影響

異養(yǎng)菌是以富碳有機(jī)物作為能源的一大類微生物，它的總數(shù)隨水中有機(jī)物濃度的升高而增長，因此往往也可以間接反映出水的富營養(yǎng)程度。水受磁性影響，其細(xì)菌總數(shù)均明顯下降。其原理尚不完全清楚，初步認(rèn)為原因有二：第一，在磁場的直接作用下，降低了茶水中BOD及COD成分，這直接導(dǎo)致了異養(yǎng)菌所需能源銳減，細(xì)菌總數(shù)出現(xiàn)負(fù)增長。第二，磁場力直接作用于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水和酶，使酶鈍化或失活。所以，茶水經(jīng)磁化處理以后，具有了新的微生物特性。

2 Fe3O4磁化在吸附溶液中有毒物質(zhì)上的應(yīng)用

關(guān)于Fe3O4吸附陰離子，對此機(jī)理人們早有相關(guān)研究。Fe3O4在水中水解因而呈正電性，對陰離子的吸附平衡可以用形式與Langmuir等溫式相類似的函數(shù)關(guān)系式描述，但吸附很難最大化。將Fe3O4粉末和磁性介質(zhì)置于磁場中，磁化Fe3O4粉末聚集在磁力線密度不等的磁束介質(zhì)附近，導(dǎo)致磁化的Fe3O4對Cr6+產(chǎn)生了磁力；通過提高磁場強(qiáng)度增大Fe3O4的磁力，從而增加了對Cr6+的吸附量。但另一方面，磁化 Fe3O4表面吸附量增加，因被吸附粒子電性相同，故斥力增大，從而抵消了一部分磁力，這就造成了在弱磁場環(huán)境下，吸附量增大到一定程度后吸附量反而下降。由此可見，在磁場作用下，磁化的Fe3O4表面的吸附量是磁力和電性斥力作用的結(jié)果，并形成多分子吸附。

3 磁化水具有殺菌消毒作用

美國多所大學(xué)的研究證實(shí)：磁化水對于細(xì)胞的吸收率，是礦泉水的30倍。康奈爾（Cornell）大學(xué)的研究認(rèn)為，磁化水有助于促進(jìn)生物神經(jīng)組織細(xì)胞的新陳代謝。磁化水的應(yīng)用在日本已有近十年的歷史，研究報告已經(jīng)證實(shí)磁化水在醫(yī)療上的作用。日本順天堂大學(xué)博士、富井醫(yī)院院長富井明望在主持細(xì)胞生長活性的試驗(yàn)后，確認(rèn)以下事實(shí)：磁化水能促進(jìn)細(xì)胞的生物活性，而自來水正相反；免疫細(xì)胞置于磁化水中可以活化，顯著提高免疫力，能預(yù)防細(xì)菌感染，也可抑制腫瘤細(xì)胞的生長及擴(kuò)散。很久以前，人們就曾將磁石懸于水井，居民飲用磁化水以治療疾病。試驗(yàn)結(jié)果表明：自來水或天然水經(jīng)磁化處理后，水中微生物含量可減少81%～97%；用磁化水清洗創(chuàng)口，因其殺菌消毒的作用，故愈合很快。

綜上所述，我們通過具體試驗(yàn)科學(xué)地解釋了黑紫砂壺泡茶后，放置很久茶水不會腐臭的原理，完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，為黑茶壺的特殊使用功能提供了理論上的依據(jù)，也打消了可能存在的顧慮。