CN104518079B

CN104518079B - 热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维

Info

Publication number: CN104518079B
Application number: CN201310451332.7A
Authority: CN
Inventors: 郑孟松
Original assignee: YONGMING INVESTMENT Co Ltd; ZHENG ANZHI
Current assignee: YONGMING INVESTMENT Co Ltd; ZHENG ANZHI
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: CN104518079A

Abstract

本发明提供一种热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维。该热释电材料包含一个热释电体基材。该热释电体基材为具有极性与磁性的材料经由施加高压电场极化而获得。借由先筛选出与应用目的物的振动频率相接近的热释电体基材，再对其施予高压电场极化处理，使该热释电体基材具有自发极化强度。而该热释电材料在应用时，由于偶极子的振动频率与一应用目的物的振动频率相接近而产生共振效应，使振动振幅加大，而电矩正比于振幅平方，故增强了极化强度，明显提升热释电效应，形成高效热释电材料。

Description

热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维

技术领域

本发明涉及一种热释电材料及其制造方法与应用产品，特别是涉及一种具有高效热释电效应的热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维。

背景技术

热释电效应是指极化强度随温度改变而表现出电荷释放现象，能产生热释电效应的物质称为热释电材料，热释电材料属于压电材料中的一类，为不具有对称中心且有特殊极性方向的晶体，虽然具有热释电效应的材料约有上千种，但广泛应用的只有十几种，例如硫酸甘氨酸(TGS)晶体及其同型晶体、铌酸锶钡(SBN)晶体、硫酸锂(LSH)和钽酸锂(LiTaO₃)晶体等，其他还有电气石晶体、PZT等压电陶瓷，以及PVF2等高分子薄膜也都属于热释电材料。

在各种热释电材料中，由于电气石具有下列特性而被广泛应用作为养生保健的产品：

(一)电气石在常温下能发射红外线的电磁波，且其波长范围与人体相接近，因此，可以借由电气石发射的红外线的热效应，产生激活生物大分子活性，改善循环与增强新陈代谢的作用。

(二)电气石本身存在自发永久偶极及一定强度的表面电场，其电场强度在晶体表面10μm处最高可达E=6.2×10⁶V/m，可以对周围空气中存在的水分子进行轻微电离,而持续产生H⁺和OH^－。其中，H⁺从电气石电极之间的微弱电流中得到电子，还原为氢气(H₂)，OH^－则与水分子结合形成空气负离子，相关化学反应如下:

H₂O→OH^－+H⁺………(1)

2H⁺+2e^－→H2↑………(2)

OH^－+nH₂O→OH^－+(H₂O)_n………(3)

借此，使电气石能够持续永久地释放负离子，负离子可用于清除人体内自由基、使人体体液呈弱碱性，以及改善空气品质。

(三)电气石的微弱电流，能引起人体的生物电效应，并达到促进新陈代谢、调节神经系统、循环系统，以及细胞膜与细胞内外体液的平衡调节等作用。

电气石晶体结构属于三方晶系，晶体属于C3v点群，具有单向极轴，其所有的压电常数d₃₁、d₃₂和d₃₃均为正值，具压电与热电性,但电气石的初级热释电性无法测到，通常所观察到的热释电性主要是由第二热释电性引起的，即电气石的热释电效应不是源于电气石自发极化的温度相关性，而是源于热膨胀引起的应变所导致的压电效应,故在室温下电气石晶体的自发极化值比一般热释电体小很多，约Ps=0.011μC/cm²，仅为BaTiO₃在室温下的饱和极化强度26μC/cm²的1/2400。此外，虽然电气石发射的波长范围涵盖人体或生物体产生的振动频率范围，但其对光波的激发频率与人体红外光子电磁波的震荡频率仍略有差距，因而无法产生高效的共振效应，也使其产生的红外线的激发与吸收效率仍未尽理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够强化热释电效应并与目的物产生共振的热释电材料。

于是，本发明热释电材料，包含一个热释电体基材。该热释电体基材为具有极性与磁性的材料经施加高压电场极化而获得。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米金粒子原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米金粒子原料、一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是应用于一应用目的物上，并选择主要振动频率能够涵盖该应用目的物所散发的电磁波的主振动频率且具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材。

本发明的热释电材料，该应用目的物为人体、汽柴油或水，且是将该热释电材料添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

本发明的热释电材料，该纳米碳管选自于单壁或多壁纳米碳管，且是呈竖立状态结合在该热释电体基材上。

本发明热释电材料的有益效果在于：借由对具有极性与磁性而属于焦电材料晶系的该热释电体基材施予高压电场极化处理，使其具有自发极化强度而产生热释电效应，借此，当该热释电材料的偶极子固有振动频率与一应用目的物的振动频率相接近时，将产生共振效应，使振动振幅加大，机械能与电能有最佳的转换效能，并使表面电荷累积密度增大，形成高效的热释电效应，因而有更广泛而有效的实用价值。

进一步地，本发明还提供一种热释电材料的制造方法，该热释电材料的制造方法包含下列步骤：

(a)提供一热释电体基材原料，该热释电体基材原料包括多个分别具有极性与磁性热释电体基材；及

(b)对该热释电体基材原料施加高压电场极化，就能制得多个热释电材料。

本发明的热释电材料的制造方法，还包含一个介于步骤(a)与步骤(b)之间的步骤(a-1)，步骤(a-1)是使该热释电体基材原料与一包括多个纳米金粒子的纳米金粒子原料相混合，且步骤(b)是以交流电对相混合的该热释电体基材原料与该纳米金粒子原料施加该高压电场极化。

本发明的热释电材料的制造方法，还包含一个介于步骤(a)与步骤(b)之间的步骤(a-2)，步骤(a-2)是使该热释电体基材原料与一包括多个纳米碳管的纳米碳管原料相混合，且步骤(b)是以交流电对相混合的该热释电体基材原料与该纳米碳管原料施加高压电场极化。

本发明的热释电材料的制造方法，还包含一个介于步骤(a)与步骤(b)之间的步骤(a-3)，步骤(a-3)是使该热释电体基材原料与一包括多个纳米金粒子的纳米金粒子原料、一包括多个纳米碳管的纳米碳管原料相混合以形成一预混物，且步骤(b)是以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料的制造方法，在步骤(b)中，在施加高压电场极化后，还对步骤(b)中的原料施加频率为0.5～20GHz的超声波振荡，以使混合材料分散、跳动。

本发明的热释电材料的制造方法，在步骤(a)中，还配合该热释电材料在应用时所针对的一应用目的物选择该热释电体基材原料，且是选择主要振动频率能够涵盖到该应用目的物所散发的一电磁波的主振动频率且具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材原料。

本发明的热释电材料的制造方法，在步骤(a)中的该应用目的物为人体、汽柴油或水，且是将步骤(b)所制出的该热释电材料添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

本发明的热释电材料的制造方法，在步骤(a)中，是先对一矿物材料进行磁化矿选与静电电选以筛选出具有极性与磁性的该热释电体基材原料。

本发明的热释电材料的制造方法，在步骤(a)中，是先使该矿物材料解理细化至面宽约1mm以下的碎片后，再将其送入磁选机，并将磁辊的磁场强度设定为1.5特斯拉进行粗选作业以筛选出具有弱磁性的矿物材料，再将筛选出的感磁矿物材料细化为尺寸大小约为0.3～50μm的颗粒，并以磁场强度800～1600kA/m磁选出最低磁化系数大于3×10^-4cm³/g的颗粒，并以10⁴～10⁵V/m的高压交流电场极化所述细碎的筛选颗粒，及借由电场的加入使所述筛选颗粒的偶极矩规则排列而使所述颗粒的晶体表面呈现电性，再经由静电矿选出具极性的颗粒，以获得可作为热释电体基材的矿物材料。

本发明热释电材料的制造方法的有益效果在于：借由选择具有极性与磁性而属于焦电晶系，且主要振动频率能够涵盖该应用目的物所散发电磁波的主振动频率的材料，作为该热释电体基材原料，对其施加高压电场进行极化，就能借由外加电场进一步提升该热释电体基材原料的极化强度，使该热释电材料的振动频率在应用时更容易与应用目的物相互作用形成共振效应，使该热释电材料的电荷产出率与目的物的电荷吸收效率明显提升，因此，本发明能制出具有高效热释电特性的材料而极具实用价值。

本发明还提供一种由前述的热释电材料制成的高效热释电纤维，该高效热释电纤维是将多个如前述的热释电材料与一高分子聚合物基材相混合为一复合原料，再经熔融与抽丝而制得。

本发明的高效热释电纤维，该复合原料从一喷丝孔沿一丝轴方向射出而未冷却定型前，还受一与该丝轴方向垂直施加的电场的作用，所施加的电场是由直流电形成，其电场强度为10⁶V/m～10⁹V/m。

本发明高效热释电纤维的有益效果在于：借由熔融抽丝方式使热释电材料稳定结合在该高分子聚合物基材中，能使该纤维具有稳定的热释电特性，并使以该纤维制成的产品被赋予稳定而高效的热释电效应的机能，而适合开发为高机能性或有保健效果的产品。

本发明还提供另一种高效热释电纤维，是将多个如前述的制造方法所制出的热释电材料与一高分子聚合物基材相混合为一复合原料，再经熔融与抽丝而制得。

本发明高效热释电纤维的有益效果在于：借由熔融抽丝方式，使经施加高压电场处理而制出的热释电材料稳定结合在该高分子聚合物基材中，且使材料电荷累积产出面能平行纤维轴，尤其应用在极性聚合体上时，由于其基团有效偶极矩μ>0.5(如:尼龙、聚酯、聚丙烯腈、PVC纤维等亦同)，故会沿平行纤维轴面累积电荷，此对电荷产出率具有加乘效果，使穿着时人体对有效电荷产出的接收面提升，并能通过热释电材料能与应用目的物的振动频率形成共振效应的特性，使材料表面电荷密度提升，形成目的物对材料产出电荷的吸收截面大增的特性，使以该纤维制成的产品被赋予稳定而高效的热释电效应，而适合开发为高机能性或有保健效果的产品。

附图说明

图1是说明本发明热释电材料的一较佳实施例的立体示意图；

图2是一局部的侧视示意图，说明该较佳实施例的一热释电体基材的两相反面上分别结合有一纳米金粒子与多个相间隔的纳米碳管的情形；

图3是一局部的侧视示意图，说明该较佳实施例的部分纳米碳管与纳米金粒子位于该热释电体基材的同一侧表面的另一种配置形式；

图4是说明本发明热释电材料的制造方法的一较佳实施例的流程图；

图5是说明该较佳实施例由一复合原料抽丝后再对其施加电场而制成的情形的示意图；

图6是图5的一局部放大示意图，说明本发明高效热释电纤维的一较佳实施例中的热释电材料沿该纤维的一丝轴分布的情形；

图7是一透射电子显微镜所取的影像图，说明本发明热释电材料的纳米碳管以直立方式结合在该热释电体基材的表面的情形；

图8是本发明热释电材料样品的FTIR透射光谱图；及

图9是现有电气石材料的一发射光谱图；

图10为说明调配不同浓度的本发明热释电材料进行抗发炎反应的结果的直条图；

图11为说明本发明高效热释电纤维的外观形态的电子显微镜照相图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

在本发明被详细描述以前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1与图2，本发明热释电材料10的一较佳实施例，包含一片热释电体基材11、相间隔地结合在该热释电体基材11上的至少一个纳米金粒子12，及至少一个纳米碳管13。

该热释电材料10是选择具有极性与磁性的热释电体基材原料与一纳米金粒子原料、一纳米碳管原料相混合为一预混物后，移入一基座装置有高频超声波脉冲振荡器的平行板电容器，再对该预混物施加高压电场极化，并启动超声波振荡器以使前述原料分散均匀后制得。该热释电体基材11主要是由属于非中心对称性晶体的焦电材料细化后形成，并包括反向的一第一表面111与一第二表面112。该焦电材料的晶体结构为属于三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系、三方晶系、立方晶系或六方晶系的材料，例如，云母、玛瑙、石英岩、和田玉、合成翡醉、天然翡翠、天然钻石、电气石(Tourmaline)、水镁石(Brucite)、方解石(Calcite)、白云石(dolomite)、硬硼钙石(Colemanite)、霞石(nepheline)、高岭石(Kaolinite)、禾乐石(Halloysite)等。且是使该焦电材料细化形成最大径宽尺寸为100nm～100μm，且厚度为最大径宽的1/5～1/100的热释电体基材11。此外，为了让该热释电材料10产生最佳的使用效果，可选择其振动频率能够涵盖到该应用目的物所散发的电磁波的主振动频率，且具有极性与磁性同时也属于焦电晶系的材料作为该热释电体基材11的原料。

该纳米金粒子12是以静电力吸附在该热释电体基材11上。经极化后，在该纳米金粒子12形成的电偶极正极端会受到该热释电体基材11受极化形成的电偶极负电荷的吸引而吸附于该热释电体基材11上，在制造时，借由控制热释电体基材11与纳米金粒子12的数量比例，并配合超声波振荡器产生的分散效果，让已吸附在热释电体基材11的纳米金粒子12对其他再靠近的纳米金粒子12产生电性斥力，使所述纳米金粒子12不易团聚，便能达到自然分散的比较有利状态，并形成每一片热释电体基材11上结合的纳米金粒子12数量较平均的状态。此外，该纳米金粒子12的粒径尺寸较佳为2～6nm

该纳米碳管13则是以电磁力与该纳米金粒子12分别结合在该热释电体基材11上。单壁纳米碳管在高压电场下将呈现极化产生电偶极矩，碳管尖端因一维几何形态而有局部电场增强效应，等离子体中正离子将优先提供给尖端，正离子选择性提供可能减少施加于碳管侧向的机械应力，极化产生电偶极矩后，纳米碳管将顺着电场的方向排列，当极化方向朝上下时，该热释电体基材11呈上、下配置的第二表面112、第一表面111形成偶极矩分别累积正、负电荷而形成正、负极，使纳米碳管13以偶极矩诱导力竖立在该热释电体基材11的第二表面112、第二表面111。另，纳米碳管13在高压电场极化时，导电带底部的能态与价电带互相接触，产生半导体-金属转换(semiconductor-metal transitions，简称为SMTs)而呈现完全金属的特性。

当该纳米碳管13为单壁纳米碳管时，其径宽×长度的尺寸较佳为0.2～5nm×10～250nm。当该纳米碳管13为多壁纳米碳管时，其径宽×长度的尺寸较佳为0.2～3μm×10～100μm。

要补充说明的是，纳米碳管13的竖立若仅靠静电吸引力其结合强度仍低，在高压电场下该热释电基材11及纳米碳管13亦被磁化，磁性热释电体基材11可达接近饱和的磁化强度。根据计算，一般纳米碳管在室温(约25℃)下的磁化率(magnetization)约为0.1μB/atom，在此磁化率下其与热释电体基材11所形成磁力强度尚嫌不足，但已知当纳米碳管被安置在和具有磁性的材料相接触的环境时，能使所述纳米碳管变得具有磁性，这种现象的机制乃有赖于电子中所携带的电旋的转移，也就是从具有磁性的材料转移到纳米碳管中，因此，当将所述纳米碳管13添加并使其竖立至所述热释电体基材11中时，所述热释电体基材11电子中所携带的电旋将转移到所述纳米碳管13中，因而可以产生相当可观的游移磁场，且纳米磁性金属的磁化比率约为普通磁性金属的20倍，纳米磁性颗粒具有单一磁区效应，使其矫顽磁场(coercive field)增加，矫顽磁力会有显著提升，使所述纳米碳管13具有更强的磁力，足以使所述纳米碳管13稳固地吸附在所述热释电体基材11上。

在本发明的图2中，虽然是以该热释电体基材11的第一表面111结合一个纳米金粒子12，及该第二表面112结合有多个相间隔竖立的纳米碳管13为例说明该热释电材料10的主要结构形式，但每一片热释电体基材11上的纳米金粒子12与纳米碳管13的结合位置与配置形式不受限。此外，也可以依需求在制造时借由控制热释电体基材11、纳米金粒子12与纳米碳管13的用量比例，使所制出的热释电材料10为一片热释电体基材11上结合一个或数个纳米金粒子12与一个或数个纳米碳管13的组合形式，仍然达到增进热释电效应的使用目的。

例如，该热释电材料10也可以包含分别借由静电力与电磁力相间隔地结合在该热释电体基材11的第一表面111与第二表面112的多个纳米金粒子12与多个纳米碳管13。由于该热释电体基材11的尺寸相对较大，当纳米金粒子12与纳米碳管13相对于单一片热释电体基材11的数量比例大于等于2时，不管所述纳米碳管13是否为具有帽盖的形式，当经过高压电场极化处理与超声波振荡器所造成的分散、跳动后，且纳米碳管13因极化产生电偶极矩后，将顺着电场的方向排列，当极化方向朝上下时，则在该热释电基材11的第二表面112、第一表面111形成偶极矩累积正、负电荷形成正、负极，使纳米碳管13以偶极矩诱导力竖立在该热释电基材11的第二表面112、第一表面111。所述纳米碳管13可以通过其负极的一端以电磁力结合于该热释电体基材11的第二表面112，也可以通过其正极的一端以电磁力结合于该热释电体基材11的第一表面111，形成如图3所示的热释电材料10，即，除了在该热释电体基材11的第二表面112上结合有至少一个纳米碳管13外，也可能有至少一个纳米碳管13因为电磁力作用而结合在该第一表面111上，此种配置形式仍然能达到利用纳米金粒子12与纳米碳管13的特性增强热释电材料10的热释电效应的效果。图3所呈现的形式为该热释电体基材11的第一表面111、第二表面112都结合有多个纳米碳管13的情形。

需要补充说明的是，该热释电材料10主要是选择属于焦电晶系具有极性与磁性的基材原料与一纳米金粒子原料、一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以高压交流电对该预混物施加高压电场极化，并利用超声波振荡器产生分散、跳动后制得，借此，使该纳米金粒子12能以静电力，及使该纳米碳管13能以电磁力稳定吸附与结合在该热释电体基材11上。其中，所施加的电场强度约为10⁶V/m～10⁸V/m，实际操作时，则是配合电流表的电流变化进行调整，当出现电流(安培)瞬间急升的情形时，表示已达击穿材料的强度(即已超过所述热释电体基材11的饱和极化电场)，应再考虑退约3～5%即为约所述热释电体基材11的饱和极化电场值。

在应用上，会因应用目的物的振动频率，选择包含有能与应用目的物的振动频率相匹配的振动频率的热释电体基材11为原料。该应用目的物不受限，可以为人体、汽柴油或水，且是将该热释电材料10添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

例如，当该应用目的物为人体时，由于人体红外光子振动频率约为3.125×10¹³HZ，波长为9.6μm，故其波数为1042cm^-1，则借由选择在波数为1042cm^-1附近可侦测到吸收峰的玛瑙或石英岩为该热释电体基材11的原料，经由高压电场极化处理，就能增强该振动频率的偶极子分子的极化强度，使该热释电体基材11更容易与人体散发的红外电磁波相互发生振动耦合，而进一步增强其振动能并加大振动振幅，产生强大红外活性吸收，而不断地启动热释电效应形成离子载子流，使该热释电体基材11表面累积高密度电荷，由于经筛选而采用具有能与人体散发的红外电磁波相匹配的分子振动频率的热释电体基材11制成热释电材料10，当将该热释电材料10添加在会与人体接触的衣物或床被等织物产品的原料中时，该热释电材料10的热释电体基材11表面所累积的高密度电荷也容易通过共振效应为人体大量吸收，产生高效的热释电效应，达成本发明的目的。

当该应用目的物非人体时，亦能借由将该热释电材料10添加在会作用在该应用目的物上的产品或材料中，而增加其作用效果，例如，当选择主要振动频率涵盖汽柴油主频率2962～2853cm^-1及C-H伸缩振动频率1470～1340cm^-1的热释电体基材11制成该热释电材料10，则将该热释电材料10添加至内燃机的材料中，就能利用该热释电材料10的特性，产生省油、减碳的效果。另外，当选择主要振动频率涵盖水的主频率3756±20cm^-1、3657±20cm^-1及1595±20cm^-1的热释电体基材11制成该热释电材料10，则将该热释电材料10添加至解离水的材料中，就能利用该热释电材料10的特性，增加水的解离效果。

要再补充说明的是，本实施例虽然举热释电体基材11结合纳米金粒子12与纳米碳管13的组合结构为例说明该热释电材料10，但该热释电材料10的形式不以此为限，该热释电材料10也可以仅包含经高压电场极化获得的热释电体基材11，也可以是由该热释电体基材11与吸附在该热释电体基材11上的金纳米粒子12形成的材料，或者也可以由该热释电体基材11与吸附在该热释电体基材11上的纳米碳管13形成的材料，都能通过高压电场极化的处理程序使该热释电材料10的热释电体基材11的极化强度被增强，进而使该热释电材料10整体产生高效的热释电效应。

参阅图1与图4，进一步说明前述热释电材料10的制造方法的一较佳实施例，该较佳实施例包含下列步骤：

步骤201是提供一热释电体基材原料，该热释电体基材原料包括多个分别属于焦电晶系且具有极性与磁性的热释电体基材11。可作为该热释电体基材原料中的热释电体基材11的材料种类与尺寸范围如前所述，在此不再赘述。其中，较佳是配合该热释电材料10在应用时所针对的一应用目的物选择该热释电体基材原料，并选择其主振动频率能够涵盖到该应用目的物的主要固有振动频率且属于焦电晶系具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材原料。

承上所述，已知焦电材料都属于非中心对称性晶体，所以自发性极化方向必顺着其中单一的轴向，而在已知的32种点群对称的晶体结构中，只有10种具极性的点群满足此定义，它们分别是三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系、三方晶系、立方晶系以及六方晶系，其点群则为1、2、3、4、6、m、mm2、4mm、3m与6mm，若晶体是属于此晶系所对应的十种点群，则可成为焦电材料。其中，焦电材料亦多为氧化硅类的矿物材料，例如，玛瑙的化学成分以SiO₂为主，含有微量元素，如铁、锰、镍等，其解离面呈层状或平行条带状属于六方晶系。石英岩的化学组成主要亦为SiO₂，属于三方晶及单斜晶系。

为了确保该热释电体基材11能够成为具有自发极化的焦电材料，由于热释电体必为不具有对称中心的晶体，即每一个晶胞具有一定的固有偶极矩，故需先选出具有极性的晶体。较佳是先对所选择的属于焦电晶系矿物材料进行电选，另外，为了之后碳管能以磁力竖立在基材上，基材需具有磁性，故还需经磁选，以筛选出符合需求的该热释电体基材原料。

以下以玛瑙为例，说明进行筛选的方法，玛瑙属于六方晶系，其中含有微量元素如铁、锰、镍等的顺磁性矿石，其晶体形态属于隐晶质，单体形态呈板状、片状的二向延展形式，其矿物集合体为隐晶的晶腺状形态，因此，将其解理细化后，其解理面将在平行于晶体结构中键力最强的方向，也就是通常原子排列最密的面网发生，并服从晶体的对称性，故会形成板状或片状的结构。使玛瑙矿物经解理细化至面宽约1mm以下的碎片后，再将其送入一超强磁干粉输送带磁辊磁选机，并将磁辊的磁场强度设定为1.5特斯拉(tesla，符号表示为T)进行粗选作业以筛选出具有弱磁性的玛瑙矿物材料，再将筛选出的感磁玛瑙片再细化为尺寸大小约为0.3～50μm的颗粒，再以磁场强度800～1600kA/m磁选最低磁化系数大于X=3×10^-4cm³/g的颗粒。电选过程中，由于电场作用力、重力、离心力以及摩擦力等共同作用在矿粒上，这些力的合力决定矿粒的去向。以10⁴～10⁵V/m的高压电场极化所述细碎的筛选颗粒，借由电场的加入使所述筛选极性颗粒的偶极矩规则排列，而使所述颗粒的晶体表面呈现电性，再经静电矿选出具极性的玛瑙颗粒，就能获得可作为热释电体基材11的矿物材料。其中，上述的特斯拉(T)是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位，且1T=1V.s.m^-2。

除了玛瑙外，另一常用的材料为云母，以黑云母为例，其比磁化系数平均值约为54×10^-4cm³/g，亦为符合规格的弱磁性矿物。

筛选出符合规格的热释电体基材原料后，再进一步用水喷淋　洗涤　脱水　真空干燥(需干燥至水含量在100ppm以下)，就能将经筛选与净化处理后的该热释电体基材原料用于后续步骤。

步骤202是使该热释电体基材原料与一纳米金粒子原料、一纳米碳管原料相混合以形成一预混物，该纳米金粒子原料包括多个纳米金粒子12，该纳米碳管原料包括多个纳米碳管13。在此所用的纳米金粒子12与纳米碳管13的尺寸范围与前述相同，故不再赘述，在本实施例所用的纳米碳管13亦为一端为帽盖另一端为开放端的形式。

步骤203是对该预混物施加高压电场极化，并以超声波振荡器造成其分散、跳动以搅拌均匀，使所述纳米金粒子12与所述纳米碳管13平均分布，并在电场极化下分别以静电力与电磁力结合在所述热释电体基材11上，就能制得多个热释电材料10。其中，所施加的电场是由高压交流电形成，在高压电场极化后将使所述片状或板状的热释电体基材11的两相反面分别形成正、负极，并使金纳米粒子12也极化产生强大的电场，在搅拌过程中，在该强大电场作用下，以及超声波振荡器所造成的分散、跳动，将使所述纳米金粒子12以静电力吸附至所述热释电体基材11上。

承上所述，当将所述纳米碳管13添加至所述热释电体基材11中时，由于所述纳米碳管13会与所述热释电体基材11相接触，在高压交流电所形成的高压电场与磁场作用下，所述热释电体基材11亦将被磁化产生强大磁力，借此，将使其电子中所携带的电旋转移到所述纳米碳管13中，因而可以产生相当可观的游移磁场，进而使所述纳米碳管13具有更强的磁性，使所述纳米碳管13稳固地吸附在所述热释电体基材11上，且不易在之后使用中发生脱落的情形。

其中，当所述纳米碳管13为其中一端具有帽盖结构的碳管时，将在帽盖的一端形成正极，在无帽盖的开放端则形成负极，在搅拌过程中，除了会均匀分散外，也会通过电磁力作用，以其负极的一端竖立地结合在该热释电体基材11形成正极的第二表面112，或以正极的一端竖立地结合在该热释电体基材11形成负极的第一表面111。其中，所述纳米碳管13可选用不具有帽盖或具有帽盖的形式，且也可以选用多壁式或单壁式纳米碳管13，都能在高压电场极化后借由电磁力控制电场方向，使纳米碳管13以竖立状态稳定吸附在该热释电体基材11上。

值得一提的是，当使用多壁式纳米碳管13与热释电体基材11结合时，具有多壁式纳米碳管13的热释电材料10通常可释放电荷渗入，并作用至该应用目的物的较深层部位，而结合单壁式纳米碳管13的热释电材料10的作用部位相对较表层，故可依应用需求与所要求的能量作用强度，分别选择使用单壁式或多壁式的纳米碳管13。

此外，在步骤203中所施加的高压电场强度需以尽量地接近饱和电场强度为原则，以达到最高剩余极化强度(Pr)，且该高压电场的极化作用时间较佳为持续至少20分钟。实际进行极化时，需缓缓增强电场，此时在该预混物上所测量到的电流亦会出现缓缓上升的情形，当发生电流骤升的现象时，表示已有击穿发生，此时需将电场微降以保持接近饱和极化强度的状态，并以该微降的电场持续进行20分钟的极化处理。

为了使该预混物中的原料能达到完全极化的结果，较佳是控制该极化环境的温度为50～150℃，以使该预混物原料中的电畴分子极化方向较容易移动，所施加的高压极化电场较佳则是10⁶V/m～10⁸V/m。并在前述温度与电场强度范围下持续进行20分钟的极化处理。通常击穿电压与温度有指数关系，并与所处理的热释电体基材11的厚度成正比，但对于薄的材料，击穿电压则与材料厚度的平方根成正比。此外，当热释电体基材原料受潮时，可能导致击穿电压下降，由于材料厚度、温度与处理材料的受潮情形都可能影响到击穿电压值，为避免发生击穿情形，较佳是在极化处理前，先找出及确认所要处理材料的矫顽电场与饱和电场，以免施加的电场强度过高而造成材料损坏。

在步骤202中，还可依应用需求调整该热释电体基材原料、纳米金粒子原料与纳米碳管原料的混合比例，通常是依各原料中的片状物或颗粒物的平均尺寸，分别换算出前述原料单位重量中的所含热释电体基材11、纳米金粒子12与纳米碳管13的数量后，再依所设定的热释电材料10规格与性能，及在该规格与性能的条件下，每一片热释电体基材11上平均应结合的纳米金粒子12的数量与纳米碳管13的数量，调整前述原料在该预混物中的添加量比例，经步骤203的施加电场与超声波振荡器所造成的分散、跳动作用而使其分散均匀的处理后，由于前述原料会平均分布，就能使最终所制得的多个热释电材料10中的大部分都能符合所设定的材料规格。借此，可制出如图2所示该热释电体基材11的第一表面111结合一纳米金粒子12，及该第二表面112结合一纳米碳管13的热释电材料10，也可以制出如图3所示，该热释电体基材11的第一表面111结合多个纳米金粒子12与多个纳米碳管13(也可以只结合一个纳米碳管13)，及其第二表面112也结合多个纳米碳管13(也可以只结合一个纳米碳管13)的热释电材料10。

此外，在步骤202中，也可以使该热释电体基材原料只与该纳米金粒子原料相混合，或者，也可以使该热释电体基材原料只与该奈碳管原料相混合，再在步骤203中对相混合的该热释电体基材原料与该纳米金粒子原料，或相混合的该热释电体基材原料与该纳米碳管原料施加该高压电场极化，并利用超声波振荡器造成的分散、跳动作用以分散均匀，就能制得具有高效热释电效应的材料。另外，也可以不进行步骤202，并在步骤203中直接对步骤201的该热释电体基材原料施加高压电场极化。同样能够制得具有高效热释电效应的材料。

该制造方法所制出的热释电材料10借由选用具有与应用目的物的振荡频率相接近的振荡频率范围的热释电体基材原料为主原料，再配合施加高压电场极化处理就能增强该热释电体基材原料的极化强度，使该热释电材料10更容易与该应用目的物所散发的红外线电磁波相互发生振动耦合形成共振而增强其振动能，使振动振幅加大，并使该热释电体基材11的偶极矩的极化强度进一步增强，产生强大的红外活性吸收，并使累积在该热释电体基材11表面的电荷不断地被释放出来，而该应用目的物亦因共振吸收原理，对该热释电材料10散发出来的电荷有强大的吸收截面，其中，配合该热释电材料10的纳米碳管13所形成的场发射作用，还有助于使累积在该热释电体基材11表面的电荷更容易被大量且集中地释出，而能减少电荷在作用至该应用目的物前就散发于环境中的情形，因而能显著提升该应用目的物(例如，人体)对电子或负离子的吸收效率。

同上所述，在步骤201中的该应用目的物可为人体、汽柴油或水，并能借由选择主要振动频率涵盖该应用目的物的主频率的热释电体基材11，使步骤203所制出的该热释电材料10可添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。借此，能够增强前述产品或材料的作用效果。

值得一提的是，当步骤203进行高压电场极化时，随着电场的增大，该纳米碳管13中的电子由束缚状态跃迁至自由状态的能隙将会减小，不管是单壁式或多壁式纳米碳管13中的碳原子在受到电磁波极化时，将致使其最外层的电子跃迁至较高能阶(π→π＊跃迁)，而能大幅降低有效功函数(effective work function)。当外加电场增大至一定值时，其能隙会大幅降低，甚至使能隙消失，故能借由外加电场的强度与方向调整电子性质，并进一步让该纳米碳管13由半导体性转变成金属性，形成半导体-金属转换(SMTs)。且随着电场强度的增加，将产生更多的SMTs，且能使电子更容易在低电场强度时就逸出，借此，使电子容易自该热释电材料10中射出，并能增加电子的运动能量而使释出的电子较容易深入目的物内部发挥作用。因而使据此所制出的热释电材料10所释放出的电子能有效被应用目的物吸收。例如，当目的物为人体时，进入人体形成负离子可消除体内的自由基而达到保健的效果。其中，选用具有帽盖结构的纳米碳管13时，其末端的帽盖结构将使该纳米碳管13更容易形成SMTs。

通过结合于热释电体基材11上的纳米金粒子12的作用，能在该热释电体基材11中激发出更多的载子流以使基材表面电荷密度提升，形成更显著的自发极化效应，再搭配结合在该热释电体基材11上的纳米碳管13执行场致电子发射，以达成高效热释电目的。

然而，不管该热释电材料10是由单纯的热释电体基材11形成、仅由该热释电体基材11与该纳米金粒子12混合形成，或仅由该热释电体基材与该纳米碳管13混合形成，只要经由前述的施加高压电场饱和极化的处理程序，就能产生显著增强的热释电性，进而能借由高效的热释电效应开发出各种在应用上具实用效果的产品。

参阅图5与图6，本发明高效热释电纤维100的一较佳实施例是利用前述的热释电材料10或由前述方法所制出的热释电材料10与一高分子聚合物基材30相混合为一复合原料，再经熔融与抽丝而制得。其中，该高分子聚合物基材30的种类不受限，为达更佳效果，可选用极性聚合体，其基团有效偶极矩μ>0.5(例如，尼龙、聚酯、聚丙烯腈、PVC纤维等)。该高效热释电纤维100则可进一步制成衣物、床单、被套等织物产品。此外，该热释电材料10的添加量较佳为该复合原料总量的1～3wt%，但其添加量不因此受限，可依产品所要求的机能规格调整该热释电材料10的添加比例。

其中，为了使该纤维100所制成的织物产品中的热释电材料10以容易作用于目的物的配置方向结合在该高分子聚合物基材30中，以提供更显著的使用效果，应避免所述热释电材料10的热释电体基材11以其第一表面111与第二表面112垂直该纤维100的一丝轴方向L的方式，配置并结合在该高分子聚合物基材30中，为了调整所述热释电材料10的配置方向，将所述热释电材料10均匀加在熔融的该高分子聚合物基材30中而形成该复合原料后，还在该复合原料从一喷丝孔41沿该丝轴方向L射出而未冷却定型或凝固前，沿该丝轴方向L设置一能够产生直流高压电场的极化装置42，并调整该装置42的配置方位，以使其能在一与该丝轴方向L垂直的方向X上产生电场，使从该喷丝孔41射出而尚未定型的该热释电材料10受到与该丝轴方向L垂直的电场的作用，并使所述热释电材料10中的偶极子及极性聚合体基团有效偶极矩沿该电场方向取向。亦即，当使所述热释电材料10的热释电体基材11的偶极矩分子及极性聚合体基团有效偶极矩顺着电场取向后，将沿着垂直该纤维100轴的方向排列并被冻结，使在偶极子方向相垂直的热释电体基材11表面及极性聚合体基团有效偶极矩方向相垂直的纤维表面分别呈现累积正、负电荷的情形，当以该纤维100织造而成的衣物被穿着时，就能够避免累积的电荷朝向丝轴方向L而是以贴合于身体表面的角度有效朝着身体释放，使该纤维100成为高效热释电纤维。在此所施加的电场是由直流电形成，且其电场强度较佳为10⁶V/m～10⁹V/m。

<具体例1>

取混合有玛瑙与石英岩的矿物材料并将其细化为平均径宽约为10μm的碎片作为热释电体基材原料，以每一片热释电体基材的平均重量估算该矿物材料中的热释电体基材的数量，再以平均一片热释电体基材对应10粒纳米金粒子与10支纳米碳管的比例，分别秤取特定量的前述三种原料相混合为一预混物，再对混合的预混物施加10⁸V/m的交流电高压电场并持续施加20分钟以进行极化作用，接着，再对经高压电场极化后的预混物以超声波振荡器使其分散、跳动，就能使该预混物被混合均匀。此外，在本具体例中所使用超声波设备是利用高频脉冲振荡器产生高频率的电压脉冲再换成机械性的振动，晶体薄片压电材料采用锆钛酸铅（PZT），为使分散、跳动能达到最佳材料混合效果，超声波设计频率为f=0.5×10⁹/s～20×10⁹/s(即0.5GHz～20GHz)。

对所制出的热释电材料A进行外观的观察与热释电效应比较，并对混合玛瑙与石英岩的热释电体基材原料进行傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform InfraredSpectroscop，简称为FTIR)的透射光谱的测量，再将该热释电体基材原料的光谱测量结果与一新疆产的黑色电气石材料的光谱图进行比较，结果如下：

(1)外观：使用一透射电子显微镜(transmission electron microscope，简称为TEM)观察热释电材料A的外观，所获得的影像如图7所示，显示该材料A中的纳米碳管13确实以直立的方式结合在该热释电体基材11的表面上。

(2)热释电效应：该热释电材料A属于焦电材料，经人工高压电场饱和极化处理的焦电材料的自发极化强度约为1.0μC/cm²以上，已知电气石的自发极化强度通常为0.011μC/cm²，显然在本发明的热释电材料A相较于电气石具有更显著的热释电效应。

(3)主要透射光谱波长：已知石英岩的化学成分与玛瑙雷同，两者都是二氧化硅类矿物，但由于两者结晶结构稍有差异，以及石英矿物中除了含有石英作为主要矿物外，可能还含有云母等类矿物及赤铁矿、针铁矿等成分，而使两者的FTIR光谱的吸收峰出现的位置略有不同。在石英岩的FTIR光谱中，代表Si-O键伸缩振动频率的红外吸收光谱带主要出现在1000cm^-1～1350cm^-1处，对本具体例中混合玛瑙与石英岩的热释电体基材原料进行FTIR光谱测量，其结果如图8所示，显示混合两种矿物材料的该热释电体基材原料的主要吸收峰位置在波数1043.451cm^-1处，且在该位置处的透射率约0.57，表示波数为1043.451cm^-1的光能在通过该热释电体基材时被吸收了0.43(43%)，该波数值换算为波长约为9.6μm，已知生物体(包含人体)发射波长约为9.6μm。因此，该热释电体基材原料被进一步制成可能会与人体相接触的产品时，应可与人体所散发的红外电磁波形成共振效应，再配合高压电场极化处理以达到最高剩余极化强度(Pr)以提升材料电荷产出及更佳电荷的吸收效率，而能达到较佳的使用效果。

另外，如图9所示，为现有新疆产黑色电气石的波长对发射率的发射光谱图，现有电气石发射光谱波长范围为2～20μm，虽然其范围涵盖人体发射波长9.6μm，但如图9所示，其振动波峰是在4.3μm处，而在属于人体发射波长的9.6μm处，反而是其发射率与强度的最弱点，故其偶极子分子振动频率与人体散发的红外电磁波并不相匹配，无振动耦合发生而无法形成共振效应来增加其振动能，致使压电效应较低，所产生的红外活性吸收相对较小，且离子载子流小，热释电效应低。显示将电气石应用在人体身上时，虽然能借由电气石产生负离子的作用提供保健效果，但其所产生的负离子激发及吸收效率并不理想。

<具体例2>

取依<具体例1>的制法所制得的热释电材料A与聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，简称为PET)母粒混合为一复合原料，混合比例为98.7重量份的PET母粒添加1.3重量份的热释电材料A(即热释电材料A在该复合原料中的添加量为1.3wt%)，依现有纺丝工序使其熔融并抽丝为纤维，再将所制出的纤维织成布材，并裁切出大小约3cm×5cm的布块作为测试样品a。以显微镜观察所制出的纤维的外观，并将该纤维制成的样品a送到中华人民共和国国家纺织制品质量监督检验中心，进行原样与洗涤50次后的负离子产生浓度的测试，所用的测试方法标准为CTTC F024-2007。

测试样品a送到中国纺织科学研究院测试中心进行测试后的检验报告结果显示，样品a未洗涤前的原样所释放的负离子浓度为6050个/cm³，洗涤50次后所释放的负离子浓度则为5330个/cm³，另外，对该新疆产电气石材料进行负离子浓度测量的结果显示其负离子浓度最大为1000个/cm³，显然本发明的复合材料即使经过纺丝工序处理，仍保有产生负离子的能力，且所制出的织布产品在单位体积所产生的负离子量仍远高于单纯的电气石材料的负离子产生量，因此，由本发明热释电材料A制出的产品的负离子释放浓度已高于电气石材料的负离子释放浓度此一事实，也可以说明本发明的热释电材料相较于电气石，将能产生更高浓度且更多量的负离子，确实具有极高效的热释电效应与实用价值，在应用上有更佳的保健效果。

此外，由样品a经洗涤50次以后，其负离子的释放量仍维持在原样的88%以上，且还远高于电气石材料的负离子产生量的结果来看，本发明的热释电材料不但可以和高分子聚合物稳固结合，经加工处理后仍然保有稳定释放负离子的性能，故确实具有作为机能性产品的实用性与耐用性。

另外，如图11所示，为<具体例1>中的热释电材料A与PET的复合原料抽制的纤维在电子显微镜下呈现的外观形态，纤维表面凸起物即为热释电材料A的边缘部分，即热释电材料A的主体大部分已渗填入纤维内部，并与PET材料形成紧密结合的纤维结构体，因此，当将纤维进一步织成布材时，即使经过多次水洗，样品A仍不易自纤维脱落，配合上述水洗试验结果，显示本发明热释电材料确实能稳固结合在纤维中，且承受多次水洗也不易脱落，因而能使该热释电纤维与布材永远保持稳定释放负离子的特性，确实具有应用于机能性产品的实用性与耐用性。

<具体例3>

取<具体例1>所述方法制备出的热释电材料A，将其分别配制成浓度50μg/ml、100μg/ml与200μg/ml的试液a1、a2与a3备用，另外取硅土(即能抑制自由基的纳米硅片)配制为浓度50μg/ml与100μg/ml的试液，以作为对照的试验组。将前述试液分别与经0.01μg/ml的脂多醣体(lipopolysaccharide，简称为LPS)诱发的小鼠单核巨噬细胞RAW264.7一起培养24小时后，以西方墨点法(western blot)测定其诱导型一氧化氮合成酶(induciblenitric oxide synthase，简称为iNOS)和β-肌动蛋白(β-actin)的表达(expression)情形。为了判别LPS的作用，另外设置未经LPS诱发只有巨噬细胞的空白试验组一，及未添加任何测试试液的LPS诱发的巨噬细胞的空白试验组二，在与前述试液试验组相同的培养环境与条件下进行培养，且同样以西方墨点法分别测定其iNOS与β-actin蛋白质的表达情形。将前述测定中有关iNOS蛋白质表现量的结果绘制为直条图，其结果如图10所示。

其中，iNOS是与发炎反应有关的蛋白质，故可由iNOS的表现量判断发炎情形。iNOS主要存在发炎细胞，当这些细胞受到细菌毒素或发炎细胞激素刺激，将大量分泌一氧化氮，以借由强氧化力执行杀菌或其他身体免疫调节功能，一氧化氮在人体内进行上述各种功能的同时，由于其兼具威力极强的抗氧化剂功能，而成为一强力的自由基，故医学上采用抑制一氧化氮(NO)自由基的生成为评估抗发炎活性的主要方法之一。虽然也可以通过药物类固醇抑制，但会产生全身肿胀等许多并发症。

如图10所示，道1(lane1)为正常状态下且未给予LPS诱发发炎反应的细胞，其发炎蛋白iNOS并无显著表现，道2(lane2)为相同细胞给予LPS诱发发炎反应后的结果，可以发现有大量的iNOS表现，表示其为发病组，以道2的iNOS表现量作为100%的基准，并将其绘制成长条图。道3～道5(lane3～lane5)结果显示，随着热释电材料A的浓度越高，对iNOS的抑制效果越佳，且在热释电材料A的浓度为100μg/ml时，即具有统计上的差异，而在更高浓度的200μg/ml时，iNOS的表现量仅剩61.39%，相较于道6(lane6)与道7(lane7)的硅土对照组，可以明显看出热释电材料A确实有效抑制发炎蛋白iNOS的产生，因而可提供舒缓发炎反应的效果，据此表示仅添加万分之二(即浓度为0.02%)的热释电材料A，就能抑制约40%的发炎反应，再配合热释电材料A的浓度越高，则对iNOS的表现量抑制越明显的结果来看，也显示本发明的热释电材料确实有抑制发炎反应的功效。此外，再搭配<具体例2>的负离子浓度测试结果，也可以说明，本发明的热释电材料能有效抑制发炎反应，应该与其能释放高浓度负离子的作用有关。承上所述，已知自由基就是缺少配对电子的物质，因此，当使用者穿上有添加本发明热释电材料的衣物时，靠着身体与衣物上的热释电材料的相互作用而形成的高效热释电效应，可以无时无刻提供大量电子给使用者身体以消除自由基，达到抑制发炎的效果。

<具体例4>

取<具体例1>所述方法制备出的热释电材料A，另外以<具体例1>所述的方法分别制备出热释电材料B、热释电材料C与热释电材料D。热释电材料B为热释电材料A的差别仅在于制造时未添加纳米金粒子，即为热释电体基材原料与纳米碳管(纳米碳管添加比例与热释电材料A相同)混合后经由施加高压电场与超声波振荡以均匀分散后制得。热释电材料C则为未添加纳米碳管，即为热释电体基材原料与纳米金粒子(纳米金粒子比例与热释电材料A相同)混合后经由施加高压电场与超声波振荡后制得。热释电材料D为未添加纳米碳管也未添加纳米金粒子，仅由热释电体基材原料经由施加高压电场与超声波振荡后制得，将上述材料A、B、C、D依<具体例2>所述的方法分别制成纤维，并进一步织造为含有材料A、B、C、D的布材a’、b’、c’、d’，分别裁取3公克的布材a’、b’、c’、d’作为测试样品a”、b”、c”、d”，依据「GB/T20944.3：2008纺织品抗菌性能的评价-第3部分：振荡法」所述的方式进行纺织品抗菌性能评估测议，用于测试的菌种为白色念珠菌(Candida albicans，保存编号为ATCC1023)，并另外裁剪完全未添加材料A、B、C、D的相同材质布材作为对照样品，测试结果如下表-1所示：

表-1抗菌性能测试结果

注1：增长值(F)=LogW_t-LogW₀

注2：抑菌率(Y)=(W_t-Q_t)/W_t×100%

注3：依据本评估方法，当测试样品对白色念珠菌的抑菌率(Y)≧60%时，则判定该测试样品具有抗菌效果。

表-1的结果显示，添加有本发明的热释电材料A、B、C、D的纤维织造出的布材a’、b’、c’、d’皆具有抗菌效果，且即使未添加纳米金粒子与纳米碳管，只对热释电体基材施加高压电场极化所获得的热释材料仍能提供高达86%以上的抑菌率，所述材料的优异的抑菌效能应该也与本发明的热释电材料具有高效热释电效应而能提供大量电子有关，因此，本发明的热释电材料确实具有高效的热释电效应，并能应用在抑菌产品上。

值得一提的是，为了验证本发明结合热释电材料的布材产品的机能特性，进一步取含有热释电材料A的布材a’制成女用内裤，并进行临床试验，试验结果证实，穿着含有本发明热释电材料A的内裤的受试者，其经痛症状获得明显改善，显然本发明的热释电材料确实有符合实用的机能。前述临床试验结果已被收纳入美国临床试验结果数据库(ClinicalTrials)中，实验编号为NCT01449305。

综上所述，本发明热释电材料10与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维100，可获致下述的功效及优点，故能达到本发明的目的：

一、借由选择其主要振动频率范围涵盖该应用目的物的主振动频率，且具有极性与磁性的该热释电体基材11，再经由施加高压电场的处理程序，就能增强该热释电材料10的自发极化强度，使其更容易与应用目的物相互作用形成共振效应，因而使该热释电材料10能提供高效的热释电效应，且因共振吸收截面积的增大使该应用目的物大幅提升对该材料10所释放电荷的高效吸收，而有更佳的实用价值。

二、除了使用单独的热释电体基材11制成该热释电材料10外，该热释电体基材11结合该纳米金粒子12或该纳米碳管13的设计，能利用该纳米金粒子12与纳米碳管13的特性，使该热释电材料10产生更显著的自发极化效应，并能借由纳米碳管13的场致电子发射作用增进电子发射效率，而赋予该热释电材料10形成更高效的热释电效应。

三、借由对热释电体基材原料、纳米金粒子原料，及纳米碳管原料施加交变高压电场进行极磁化，就能增强该热释电体基材11的极化强度，并使所述纳米金粒子12与所述纳米碳管13牢固地结合于所述热释电体基材11上，进而能利用纳米金粒子12与纳米碳管13的特性增强该热释电体基材11的热释电效应，使本发明制造方法能制出具高效热释电特性的材料10，极具实用价值。

四、借由熔融抽丝方式，使热释电材料10稳定结合在高分子聚合物基材30中所制出的纤维100，能提供稳定的热释电性，并使以该纤维100制成的产品能产生有效高浓度的负离子，因而使以该纤维100制成的织布产品也被赋予稳定高效的热释电效应，而能成为高机能性产品，并有助于提供更佳的保健效果。

虽然本发明以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与修饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所限定者为准。另外，本发明的任一个实施例或权利要求不须达成本发明所揭示的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims

1.一种热释电材料；其特征在于：包含：

一热释电体基材，为具有极性与磁性的材料经施加高压电场极化而获得，使该热释电体基材与一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化，该纳米碳管选自于单壁或多壁纳米碳管，且是呈竖立状态结合在该热释电体基材上。

2.如权利要求1所述的热释电材料，其特征在于：所述的热释电材料还包含一纳米金粒子原料，使该热释电体基材与该纳米金粒子原料、该纳米碳管原料相混合为该预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

3.如权利要求1或权利要求2所述的热释电材料，其特征在于：该热释电材料是应用于一应用目的物上，并选择主要振动频率能够涵盖该应用目的物所散发的电磁波的主振动频率且具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材。

4.如权利要求3所述的热释电材料，其特征在于：该应用目的物为人体、汽柴油或水，且是将该热释电材料添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

5.一种热释电材料的制造方法，其特征在于：包含下列步骤：

(a)提供一热释电体基材原料与一包括多个纳米碳管的纳米碳管原料相混合以形成一预混物，该热释电体基材原料包括多个分别具有极性与磁性的热释电体基材；及

(b)以交流电对该预混物施加高压电场极化后，再对该预混物施加频率为0.5～20GHz的超声波振荡，以使混合材料分散、跳动，就能制得多个热释电材料。

6.如权利要求5所述的热释电材料的制造方法，其特征在于：在步骤(a)中，该预混物还包含一包括多个纳米金粒子的纳米金粒子原料，使该热释电体基材原料与该纳米金粒子原料、该纳米碳管原料相混合以形成该预混物。

7.如权利要求5或权利要求6所述的热释电材料的制造方法，其特征在于：在步骤(a)中，还配合该热释电材料在应用时所针对的一应用目的物选择该热释电体基材原料，且是选择主要振动频率能够涵盖到该应用目的物所散发的一电磁波的主振动频率且具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材原料。

8.如权利要求7所述的热释电材料的制造方法，其特征在于：在步骤(a)中的该应用目的物为人体、汽柴油或水，且是将步骤(b)所制出的该热释电材料添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

9.如权利要求5或权利要求6所述的热释电材料的制造方法，其特征在于：在步骤(a)中，是先对一矿物材料进行磁化矿选与静电电选以筛选出具有极性与磁性的该热释电体基材原料。

10.如权利要求9所述的热释电材料的制造方法，其特征在于：在步骤(a)中，是先使该矿物材料解理细化至面宽1mm以下的碎片后，再将其送入磁选机，并将磁辊的磁场强度设定为1.5特斯拉进行粗选作业以筛选出具有弱磁性的矿物材料，再将筛选出的感磁矿物材料细化为尺寸大小为0.3～50μm的颗粒，并以磁场强度800～1600kA/m磁选出最低磁化系数大于3×10^-4cm³/g的颗粒，并以10⁴～10⁵V/m的高压交流电场极化细碎的筛选颗粒，及借由电场的加入使所述筛选颗粒的偶极矩规则排列而使所述颗粒的晶体表面呈现电性，再经由静电矿选出具极性的颗粒，以获得可作为热释电体基材的矿物材料。

11.一种高效热释电纤维，其特征在于：是将多个如权利要求1或权利要求2所述的热释电材料，与一高分子聚合物基材相混合为一复合原料，再经熔融与抽丝而制得。

12.如权利要求11所述的高效热释电纤维，其特征在于：该复合原料从一喷丝孔沿一丝轴方向射出而未冷却定型前，还受一与该丝轴方向垂直施加的电场的作用，所施加的电场是由直流电形成，其电场强度为10⁶V/m～10⁹V/m。

13.一种高效热释电纤维，其特征在于：是将多个如权利要求5或权利要求6所述的制造方法所制出的热释电材料，与一高分子聚合物基材相混合为一复合原料，再经熔融与抽丝而制得。