一种利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置
技术领域
本实用新型属于有机驻极体的制备技术领域，具体涉及一种利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置。
背景技术
驻极体是具有长期储存极化和空间电荷能力的功能材料。驻极体可分为有机驻极体、无机驻极体、生物驻极体和复合驻极体。研究具有杀虫灭菌功能的可溶性有机驻极体，其电场作用标靶是昆虫结构的电属性，也就是昆虫的生物驻极体属性。生物驻极体包括天然生物驻极体和人工生物驻极体。驻极体效应(压电、热释电和铁电效应及生物畴等)是生命活动的基本属性。生物驻极体的驻极态是指生物材料中存在的电行为。驻极态存在于生命的全过程，生物体中驻极态的调节、变化有效地控制着诸如神经信号的产生、思维过程、生物记忆的再生、细胞组织的电解调节、疾病的发生和控制等生命现象。
蛋白质是重要的生物驻极体材料。纤维蛋白和血红蛋白等具有200Debye(1Debye=3.325×10-3℃·m)，甚至更大的偶极矩而呈现较强的驻极态，角蛋白和胶原蛋白内富含强极性基团而具有压电效应。蛋白质中亲水氨基酸是其存在本征电极化效应的结构根源。当水键合到蛋白质上会出现附加驻极态，因此，蛋白质的驻极态强烈地依赖于水合作用。在生命系统中蛋白质形成了许多畴结构，蛋白质中空间和偶极电荷间相互作用而产生的任何微小形态变化都能改变畴结构和生物功能。神经末梢的兴奋，脑中枢指令的传输，记忆的形成和逻辑思维信号的产生等，其实质都是受控的微击穿和生物驻极态的复杂变化。
酶是重要的生物驻极体材料之一，酶能储存大量的极化和空间电荷，其电荷密度的储存量有时高达10-7/cm2。胰蛋白酶中偶极子和空间电荷的贡献形成了驻极态，水合作用同样增强胰蛋白酶的驻极态。离子输运是极化和空间电荷储存的基本特性，它能诱导出极高的非线性效应，这种非线性效应与酶的活性密切相关。酶的生物催化功能是通过偶极极化效应实现的。
DNA与RNA是具有强驻极体效应的生物驻极体材料。水合作用对DNA与RNA的驻极态具有强烈的影响。DNA与RNA的一系列生物功能与其驻极态紧密相关。1974年Fukada首次发现了DNA的压电效应并证实了产生这种效应的储电机构。30年前人们用实验手段显示了RNA电滞回线，明确了RNA是生物铁电体。RNA具有的记忆和信息储存功能都是以其铁电效应为基础的。
聚糖也是重要的生物驻极体材料。聚糖内含有大量的-OH极性基团而显示出较强的驻极态。1984年Fukada首先证实了α-壳聚糖的压电效应。α-壳聚糖内-OH偶极子的活化能为0.1eV，因此它是一种强氢键结合型的生物聚合物。α-壳聚糖的驻极态和水合作用密切相关，水合作用可以强化壳聚糖的驻极态。此外，Talwen等的研究结果显示：纤维素非晶区中葡萄糖上-OH基团是其驻极态的主要来源，水合作用也可以强化纤维素的驻极态。
生物膜是由类脂和蛋白质组成的超薄结构。生物膜具有电子漂移，信息传递和传感功能。生物膜电位约为70-100mV，它是生物驻极体最重要的参数。对活细胞驻极态的研究发现，细胞膜中存在极不均匀的电场分布，这种电场诱导了电荷的分离和中性粒子的极化。生物膜具有压电，热释电及线性电光效应，生物体的神经兴奋与生物膜驻极态的变化密切相关。研究生物膜的驻极态对分析生物体的信息传输规律，揭示生物驻极体的微观行为有重要意义。
骨骼是人们较早确认的天然生物驻极体材料。Fukada与Lang分别首先观察到骨骼的压电和热释电效应，其压电效应由骨胶原微纤维形成。骨骼兼有压电效应和驻极体效应。在40℃外加电场为1MV时，骨骼形成的饱和极化约为1×10-8C/cm2，这个数值比骨骼中由于压电效应形成的极化高几个数量级。空间和极化电荷在体内的储存是骨骼驻极体效应的根源。骨骼的驻极态仅存在于非矿化的骨质内。骨骼的驻极态与水合作用密切相关。
血液和血管内壁含有多种蛋白质，蛋白质也是血浆和血细胞的主要组分之一。由于蛋白质呈现强驻极态，因此血液和血管都是生物驻极体材料。临床试验表明：含粥状动脉硬化斑块血管的负极性驻极态较常态血管壁明显下降。如果在血管壁形成血栓区的外表敷贴一层强负电性的驻极体薄膜，可增强血液和血管各自的负电性功能，具有治疗或缓解凝血功能。
皮肤是具有压电和热释电性能的生物驻极体。1967年Shamos等首先观察到干态皮肤的压电效应。1982年Athenstaedt等在试管内系统地研究了人体新鲜皮肤的压电效应，并观察到经外力和热刺激后皮肤的电信号响应。20世纪80年代中期，人们在对真皮、表皮和角质的压电效应进行系统研究后认识到，真皮的压电性归因于它的胶原蛋白的结构网络;表皮的压电性来源于局部取向的α-螺旋类角蛋白的张力原纤维。皮肤中的角质具有最高压电系数。其他动物和植物体内几乎各种组织中都存在天然极化。Martin首先观察到羊毛和头发(束)的热释电和压电效应。
以壳多糖为主要成分的节肢动物外壳，在常态下就能观测到其极化现象。动物的腱、软骨及牙齿等也都具有明显的驻极态。青鱼鳞片具有驻极态，鳞片中骨胶元的有序排列是其驻极特性的主要来源。叶绿素是一类完整的光合作用实体，是一种尽善尽美的天然光驻极体材料。叶绿体的光物理和光化学反应过程是一种光驻极体材料的光致极过程。
昆虫的皮肤也是昆虫的骨格，也是由驻极体生物电场的逻辑构成的结构体。当外来电场的强度足以破坏由驻极体生物电场的逻辑构成的结构体，昆虫皮肤状骨格就解构。
可溶性有机驻极体(Electret)是一类能够长期储存空间电荷和偶极电荷的功能电介质材料。通过电晕充电、等离子充电、热极化和电子束充电技术制备的驻极体能储存大量空间电荷或极化电荷(等效表面电位可高达几千伏)，在合理的存放条件下，驻极体具有很长的电荷储存寿命。
可溶性有机驻极体作为电活性功能材料，能对皮肤长期提供静电场和微电流，调控昆虫皮肤的驻极态(皮肤组织是长期保持电极化状态生物驻极体)和电结构。同时，可溶性有机驻极体可作为一种离子驱动源调控离子型药物和非离子型药物经昆虫皮吸收过程的动力学规律，增强药物的透皮吸收。因此，可溶性有机驻极体对离子型药物和非离子型药物都具有良好的透皮促渗作用。可溶性有机驻极体的主要促渗机制是：
(1)持续稳定的静电场作用于昆皮肤，引起昆虫表皮裂隙增大，角质层内的脂质双层排列松弛，形成大量暂时的可渗透的新孔道，当皮肤形成新孔道后，可溶性有机驻极体依赖其稳定的静电场(表面电位)维持孔道的持续开放，保持药物透皮的高通量和可控性;
(2)驻极体与皮肤之间的电位差会导致微电流的产生，从而促进离子性药物的经皮转运和渗透。此外，驻极体产生的高压静电效应和微电流作为外源性物理因子能够有效的调控细胞凋亡和改善血液循环，有利于药物的体内代谢。
研究结果表明：-500～-1500V驻极体作用于金黄色葡萄球菌24h后，对该菌有90%以上的杀灭率，灭菌效果随驻极体的表面电位升高而增加。驻极体空气过滤器对大肠杆菌、绿脓杆菌，金黄色葡萄球菌和芽孢等的滤除率达95%。驻极体的灭菌作用及其相关产品不仅可以用于医院病房、旅馆酒店、家庭和公共场所，而且可以扩展到航天、航空、密闭仓及坑道作业环境中。生物驻极体材料具有优异的生物相容性、突出的抑菌能力和可调节生物组织的驻极态等功能，因此驻极体材料作为人体局部病理组织和器官代用品也将是未来组织工程和器官工程研究、开发的热点，也能对植物进行灭菌消毒。
因此，本领域亟需设计一种利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置。
实用新型内容
基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置，包括沿粉体输送方向依次设置的搅拌机、预热机、热风驻极机和粉体收集袋，搅拌机的出料口通过输粉管道与预热机连通，预热机通过保温管道与热风驻极机连通，热风驻极机的出料口通过风道与粉体收集袋连通。
作为优选方案，所述热风驻极机包括热风机、绝缘管、充电电源、主电极和回路电极，充电电源、主电极与回路电极构成回路，主电极沿绝缘管的轴向设置于绝缘管的内部，回路电极设于绝缘管的外部;热风机用于对绝缘管的内腔进行预热。
作为优选方案，所述回路电极为网状结构，包裹于绝缘管外围。
作为优选方案，所述回路电极为不锈钢网。
作为优选方案，所述主电极为钼丝，长度为100-500cm，直径为0.01-5cm。
作为优选方案，所述绝缘管长度为100-500cm，直径为20-100cm，壁厚为1-20cm。
作为优选方案，所述充电电源设定的参数包括：输出电压为750-40000V，频率为0-2000000Hz，电流0.00005-2A，电脉冲波形为直线、方波、矩形或正弦。
作为优选方案，通过热风驻极机后粉体的场强为1-20000V/m。
作为优选方案，所述预热机的预热温度低于75℃。
作为优选方案，所述加工装置还包括控制柜和原料存储柜，原料存储柜用于向搅拌机进料，控制柜与原料存储柜、搅拌机、预热机、热风驻极机通信连接。
本实用新型与现有技术相比，有益效果是：
本实用新型的利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置，在粉体输送方向依次设置的搅拌机、预热机、热风驻极机和粉体收集袋，实现纳米多孔粉体的孔内充电，从而得到利用放电杀虫可溶性有机驻极体;另外，加工装置的设计，有利于实现利用放电杀虫可溶性有机驻极体的产业化。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置的结构示意图;
图2是本实用新型实施例一的热风驻极机的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例一：
如图1所示，本实施例的利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置，包括沿粉体输送方向依次设置的原料储存柜1、搅拌机2、预热机3、热风驻极机4和粉体收集袋5。
其中，原料储存柜1可以为1-N个，N为大于1的正整数，具体的个数可以根据实际生产可溶性有机驻极体所需的原料进行设置，例如：原料包括壳聚糖、松香、氮酮、α-WNK等。
所有原料储存柜的出料口连通至搅拌机2的进料口，搅拌机2将所有原料搅拌均匀。其中，本实施例的搅拌机为可自动计量搅拌机，以便实现原料的精确配比。
搅拌机2的出料口通过输粉管道6与预热机3连通，通过预热机3对粉体进行预热，预热温度低于75℃。
预热机3的出料口通过保温管道7与热风驻极机4连通，通过热风驻极机4对粉体进行充电。具体地，如图2所示，热风驻极机4包括热风机41、绝缘管42、充电电源43、主电极44和回路电极45，热风机41通过热风管8与绝缘管42连通，用于对绝缘管42的内腔进行预热，使绝缘管42的内腔达到45-75℃区间温升。充电电源43、主电极44与回路电极45构成电回路，主电极44沿绝缘管43的轴向安装在绝缘管43的内部，回路电极45安装在绝缘管43的外部。
其中，绝缘管42的长度为100-500cm，直径为20-100cm，壁厚为1-20cm。
主电极44为钼丝，长度为100-500cm，直径为0.01-5cm。
回路电极45为网状结构的不锈钢网，包裹于绝缘管42的外围。
充电电源43设定的参数包括：输出电压为750-40000V，频率为0-2000000Hz，电流0.00005-2A，电脉冲波形为直线、方波、矩形或正弦等任意波形。
通过热风驻极机对粉体充电，充电后的粉体场强为1-20000V/m。
热风驻极机4的出料口通过冷风道9与粉体收集袋5连通，通过粉体收集袋5对充电后的粉体进行收集、包装。
其中，本实施例的预热机的设置，纳米多孔粉体加热后，孔径变大，有利于充电到孔中。
本实施例的利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置的工作流程如下：
将所有原料按比例投入到搅拌机中，搅拌均匀;
搅拌均匀后，通过输粉管道输送到管式热风粉体预热机中，进行小于75℃的预热;
预热后的粉体通过保温管道进入热风驻极机;在预热后的粉体进入之前，先打开热风机为热风驻极机预热，达45-75℃区间温升时，再打开热风驻极机驻极充电电源开关，设定充电电场场强为750-40000V，频率为0-2000000Hz，电流0.00005-2A，电脉冲波形为直线、方波、矩、正弦等任意波形;
粉体充电后，粉体充电后，通过冷风管进入粉体收集袋。
实施例二：
本实施例的利用放电杀虫可溶性有机驻极体的加工装置与实施例一的不同之处在于：
本实施例的加工装置还包括控制柜，控制柜与原料储存柜、搅拌机、预热机、热风驻极机通信连接，实现自动化控制。
其它结构可以参考实施例一。
以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。
