黑紫砂壶功能机理的研究

袁野

黑紫砂，原指一种于明代烧成的窑变紫砂，因在龙窑烧成过程中气氛不可控的关系，烧出的紫砂器呈黑色，故得名。据记载，黑紫砂有黑铁砂、黑鲨皮、深青灰等品种。后来由于泥料配方和烧制工艺的失传，这一珍贵的艺术品种消失了。近代人们为了烧制黑色紫砂器，在泥料里加入氧化锰来起到着色的效果，或用捂灰法让紫砂壶变黑，这就完全失去了黑紫砂天然窑变的意义。

近代有研究者想恢复窑变黑紫砂的烧制工艺，始终无法使黑色均匀分布，俗称花脸。

笔者通过十多年对黄龙山泥料和紫砂烧制工艺的研究，终于在2015年恢复了黑紫砂这一失传了几百年的黑紫砂泥料配方和烧制工艺，复原成果完全达到历史记载的艺术效果，至此黑紫砂重现人间。该高温窑变黑紫砂取材于天然黄龙山泥料，配方不含任何人工添加物。黑紫砂效果是自高温窑变而来，艺术效果堪称完美。其色如青铜般黑中有青，灵性十足。泡茶时壶身色彩变化万端，美不胜收；久用则包浆温润、坚如天铁；器表有磁性，能吸住磁铁，茶水于壶中被磁化、矿化，因而甘甜柔和；壶壁吸附茶香，即使空壶注水也有茶香溢出，于壶中放置较长时间（2周左右），茶水不馊不坏。这一成果已于2016年获得国家科技发明专利（专利号：201610298857，5）。

我们在2015至2016年最炎热的盛夏进行了一个试验。我们以各种泥料壶盛置普洱茶一个月，对比观察。试验结果如下：段泥壶四天即霉变；朱泥壶七天也已霉变；而黑紫砂壶，一直到二十五天都没有霉变迹象。黑紫砂具有这样神奇的作用，我们对这一现象试作科学分析。黑紫砂泥料中含6.6%的三氧化二铁即Fe2O3，特定的烧成过程中会形成Fe3O4。四氧化三铁的化学式为Fe3O4，有磁性，俗称氧化铁黑、磁铁、吸铁石、黑铁，故又称为磁性氧化铁。这种物质可以近似看作氧化亚铁与氧化铁的化合物，溶于酸溶液，不溶于水，不溶于碱溶液，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。天然的四氧化三铁在潮湿的空气环境中容易氧化成三氧化二铁。

四氧化三铁具备磁性和抗腐蚀性。磁性环境之中，细菌数量呈负增长态势，加之紫砂本身的双气孔特性、密闭良好的造型及泥料中含有天然钛，因此黑紫砂壶具备卓越的保鲜功能。

1 黑紫砂壶的磁性对水中异养菌数量的影响

异养菌是以富碳有机物作为能源的一大类微生物，它的总数随水中有机物浓度的升高而增长，因此往往也可以间接反映出水的富营养程度。水受磁性影响，其细菌总数均明显下降。其原理尚不完全清楚，初步认为原因有二：第一，在磁场的直接作用下，降低了茶水中BOD及COD成分，这直接导致了异养菌所需能源锐减，细菌总数出现负增长。第二，磁场力直接作用于细菌细胞内的水和酶，使酶钝化或失活。所以，茶水经磁化处理以后，具有了新的微生物特性。

2 Fe3O4磁化在吸附溶液中有毒物质上的应用

关于Fe3O4吸附阴离子，对此机理人们早有相关研究。Fe3O4在水中水解因而呈正电性，对阴离子的吸附平衡可以用形式与Langmuir等溫式相类似的函数关系式描述，但吸附很难最大化。将Fe3O4粉末和磁性介质置于磁场中，磁化Fe3O4粉末聚集在磁力线密度不等的磁束介质附近，导致磁化的Fe3O4对Cr6+产生了磁力；通过提高磁场强度增大Fe3O4的磁力，从而增加了对Cr6+的吸附量。但另一方面，磁化 Fe3O4表面吸附量增加，因被吸附粒子电性相同，故斥力增大，从而抵消了一部分磁力，这就造成了在弱磁场环境下，吸附量增大到一定程度后吸附量反而下降。由此可见，在磁场作用下，磁化的Fe3O4表面的吸附量是磁力和电性斥力作用的结果，并形成多分子吸附。

3 磁化水具有杀菌消毒作用

美国多所大学的研究证实：磁化水对于细胞的吸收率，是矿泉水的30倍。康奈尔（Cornell）大学的研究认为，磁化水有助于促进生物神经组织细胞的新陈代谢。磁化水的应用在日本已有近十年的历史，研究报告已经证实磁化水在医疗上的作用。日本顺天堂大学博士、富井医院院长富井明望在主持细胞生长活性的试验后，确认以下事实：磁化水能促进细胞的生物活性，而自来水正相反；免疫细胞置于磁化水中可以活化，显著提高免疫力，能预防细菌感染，也可抑制肿瘤细胞的生长及扩散。很久以前，人们就曾将磁石悬于水井，居民饮用磁化水以治疗疾病。试验结果表明：自来水或天然水经磁化处理后，水中微生物含量可减少81%～97%；用磁化水清洗创口，因其杀菌消毒的作用，故愈合很快。

综上所述，我们通过具体试验科学地解释了黑紫砂壶泡茶后，放置很久茶水不会腐臭的原理，完整的试验数据支持，为黑茶壶的特殊使用功能提供了理论上的依据，也打消了可能存在的顾虑。