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CN102239122A - 水簇、具有水簇的产品和生产方法 - Google Patents

水簇、具有水簇的产品和生产方法 Download PDF

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CN102239122A CN2009801488096A CN200980148809A CN102239122A CN 102239122 A CN102239122 A CN 102239122A CN 2009801488096 A CN2009801488096 A CN 2009801488096A CN 200980148809 A CN200980148809 A CN 200980148809A CN 102239122 A CN102239122 A CN 102239122A
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D&y Laboratory
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Abstract

产品具有固态稳定的水簇，该固态稳定的水簇包括经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在所述固态稳定的水簇周围具有电场。生成产品的方法包括将物质在作为稀释水的质量水中稀释多倍，直到固态稳定的水簇形成，所述固态稳定的水簇具有经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在所述固态稳定的水簇周围具有电场，而且可将所生产的固态稳定的水簇与另外的材料一起使用，生成最终的产品。

Description

水簇、具有水簇的产品和生产方法
技术领域
本发明涉及水簇(water cluster)和含水簇的产品。其也涉及生产水簇及含水簇的产品的方法。
背景技术
水簇及其生产方法和应用在本领域已知。
它们被公开于例如由B.Bonavita，S.Y.Lo编辑的Proceedings ofFirst International Conference of the Physical，Chemical and BiologicalProperties of Stable Water Clusters，World Scientific 1997和美国专利号5,800,576；5,997,590；美国专利申请公开2006/0110418、国际专利申请公开WO 2009/04912、美国专利申请公开2005/0270896、美国专利号6,487,994、美国专利申请公开2004/0025416。
认为已知的水簇及含水簇产品可被进一步改善。
发明概述
因此，本发明的目的是提供改善的水簇、含水簇的产品及其生产方法。
根据这些目的和在下文中将显而易见的其他目的，本发明的一个特征被简述为在于在产品中包含固态稳定的水簇，该水簇包含经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在固态稳定的水簇周围具有电场。
固态稳定的水簇可具有纳米尺寸。固态稳定的水簇在正常室压和大气压力下稳定。
根据本发明，产品可包括水，水中具有固态稳定的水簇。产品可包含具有所述固态稳定的水簇的石油组分，其中石油组分可以是选自气体、柴油和天然气的组分。产品可包含其中包含固态稳定的水簇的皮肤护理组分。
根据本发明，产品可包含提供健康益处的组分，其中包含稳定的固态水簇，并且提供健康益处的组分可以是选自维生素、矿物质、激素和提取物的组分。产品可包括乳液形式的固态稳定的水簇，该乳液包含小水滴的悬浮液，该悬浮液包括所述的固态稳定的水簇。
固态稳定的水簇具有环形结构，选自五边形、六边形和矩形。其可结合起来，形成较大结构的固态稳定的水簇。固态稳定的水簇能够以双螺旋形式排列。
生产固态稳定的水簇及含其产品的方法包括将材料在作为稀释水的质量水中稀释多倍，直到固态稳定的水簇形成，该固态稳定的水簇包含经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在固态稳定的水簇周围具有电场。
稀释可利用在每厘米质量1600-2000万欧姆范围内的水进行。其可在不含CO2的大气下进行。氩气可用作不含CO2的大气，稀释可在充满氩气的室中进行。
氯化钠可溶于水。可将氩气引入容器，并在稀释过程中从容器收回，从而提供相对于正常大气的正氩气压。材料可通过文丘里(venturi)效应由文丘里管吸入容器。
可引入促进固态稳定的水簇生成的第二材料溶液。可制备所述第二材料的胶体悬浮液，以使周围的水分子和稳定的水簇附着于由此生成的电荷点，新的稳定水簇将生长，同时由第一个述及的材料生成的现有稳定水簇将生长得更大。
根据本发明，固态稳定的水簇可与另外的材料一起使用，从而生成产品。另外的材料可以是选自汽油、柴油、天然气、喷气燃料、重油和煤的可燃性燃料。其可用于生产石油衍生产品的加工厂，该加工厂选自炼油厂、发电厂和制造工厂。其可用于减少焦化。其可以是皮肤护理材料，以生产具有固态稳定的水簇的皮肤护理产品。其可以是以保健为目的使用以生产保健产品的材料。其可以是选自维生素、矿物质、激素、提取物和药物的保健材料。
固态稳定的水簇也可被引入生产氮肥的工业方法中所用的另外材料。固态稳定的水簇可进一步被引入用于增大工业方法中另外材料的粘度的工业方法，该另外的材料选自液体、载液、化学品和烃。其也可被引入纺织材料，以改变或强化纺织品。其可被引入酸性铅电池中所用的材料，以增加它们的功能和寿命。
附图简述
图1和2是固态稳定的水簇的原子力显微镜照片；
图3是示意性显示生产固态稳定的水簇的装置的视图；
图4-7是用于生产固态稳定的水簇的干燥氯化钠溶液残余物的原子力显微镜照片；
图8是示意性显示小规模生产固态稳定的水簇的装置的视图；
图9和10是生产固态稳定的水簇的另一个实施方式的残余物的原子力显微镜照片；
图11和12是示意性显示处理与基于固态稳定的水簇的催化剂混合的石油燃料的视图；
图13是显示氯化钠晶体的显微镜照片的视图；
图14-16是具有不同结构的固态稳定的水簇的原子力显微镜照片；
图17-20是显示不同形状的固态稳定的水簇的视图；
图21是显示具有双螺旋结构的DNA的照片的视图；
图21-22是双螺旋结构的固态稳定的水簇的原子力显微镜照片。
本发明的最佳实施方式
现将详细描述含水簇的新产品和新型的固态稳定的水簇及含其的产品，以及包含它们的产品。
已知普通的水包含由水分子组成的簇。由于氢键随机地被热能破坏，然后重组，这些可变的水分子通常被称为闪变水簇(flickeringwater-cluster)。本发明涉及固态稳定的水簇，所述水簇由固定数量的水分子组成，在其周围具有平稳稳定的电场。
根据本发明，固态稳定的水簇可通过将可溶物质稀释在超纯水中而生成。
这种固态/稳定/水/簇的尺寸在数十纳米至几微米大小的范围内。其具有永久的电/偶极/矩。其周围有强电场。
图1显示轻敲(tapping)一种这样的固态稳定的水簇的原子力显微镜照片，其中电场通过使用相同显微镜的电力模式拍摄的其相应照片得到明确测量。样本由在高度有序的热解石墨上含多个固态稳定的水簇的超纯水组成。原子力显微镜照片通过轻敲模式拍摄，其中物理接触在第一次通过扫描装置时进行，但在第二次通过时，顶端以100纳米的距离维持在表面上方，其中1伏特偏压被置于扫描顶端，因此，由于此后顶端受固态稳定的水簇的电场影响而产生电力模式照片。
最大的固态稳定的水簇是微米尺寸，由尺寸范围在数十至数百纳米的较小固态稳定的水簇组合而成。本文显示了这些固态稳定的水簇的一种尺寸分布。在这种含固态稳定的水簇的超纯水中，利用Lighthouse Model L-S60 Liquid Sampler显示下列不同尺寸的簇：0.1、0.5、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4和0.5微米。
固态稳定的水簇的分布
0.1   0.15    0.2     0.25  0.3    0.35   0.4  0.5
1179  2377.7  2208.7  1530  343.7  156.7  325  1173
由于最小的固态稳定的水簇以纳米测量，所以其与以前使用的早期乳化产品不同。
这些固态稳定的水簇周围的强电场将使化学反应的速率增大，因此其可用作催化剂。
众所周知，油和水本身不会自然混合。有多种方法将油与水结合为稳定的产品；无论通过超声或剧烈摇晃，或者添加化学粘合剂，或者二者组合，形成乳液。
但是，存在如何将这些固态稳定的水簇引入供给各种类型内燃机的燃烧燃料的实际问题。有必要将固态稳定的水簇分裂成其较小组分，以得到最佳的催化效果。本文提出的纳米技术乳化法将纳米级固态稳定的水簇直接悬浮于所有石油基燃料如柴油、汽油、喷气燃料等中，而不添加另外的化学品，如粘合剂和燃烧促进剂。
水/簇不由石油燃料部分制成，且纳米乳液要求每百万固态稳定的水簇水不超过3份。
图3显示实际的生产装置。一个罐是给料罐，其中放置柴油。其通过垂直超声轴被泵送到处理罐中，以生成纳米乳液。
因此，燃料添加剂是包含由水分子制成的固态稳定的水簇的溶液。该溶液是特殊的乳液，其含有亚微米尺寸小水滴的悬浮液。利用超声装置，通过将包含固态稳定的水簇的水和石油产品如柴油燃料、汽油和喷气燃料剧烈摇晃，生成乳液。乳液被添加到内燃机燃料及类似物，汽油、柴油、天然气等，其中内燃机可以是卡车、客车、船舶、飞机、机车或发电厂中的内燃机。
根据本发明的皮肤护理产品可包括包含根据本发明的固态稳定的水簇的溶液。该溶液可以是乳液，其含有小水滴的悬浮液，该小水滴的悬浮液在其他非水溶性液体中含有固态稳定的水簇。非水溶性液体可以是选自油和膏的液体。
上述皮肤护理产品可包括另外的化学品。另一方面，在根据本发明的皮肤护理产品中不可添加化学品。皮肤产品乳液可以是通过剧烈摇晃水生成的乳液，该水包含固态稳定的水簇，且水滴可以是亚微米级。
根据本发明的皮肤护理产品可包括具有健康益处的成分。该成分可包括维生素、矿物质、激素、天然草药提取物等。
根据本发明的食物产品包含本发明的固态稳定的水簇。该溶液可以是乳液，其含有在其他非水溶性液体中包含固态稳定的水簇的小滴悬浮液。该食物产品可包含另外的物质，或可不添加物质。该水滴是亚微米级的。上述乳液可通过剧烈摇晃包含固态稳定的水簇的水生成。
可利用固态稳定的水簇和相应的食物成分生产多种食物产品。同样，可生产饮用水和非饮用水，以使其包含本发明的固态稳定的水簇。
固态稳定的水簇可通过用非常纯的水稀释有机和/或无机材料生成。有必要在可能形成稳定的水簇之前将无机材料稀释到某个稀释度。也有必要使用18.2MΩ*cm百万欧姆/厘米质量水(quality water)作为稀释水，以具有最大量的稳定水簇。在超纯水工业中，可利用设备将水纯化至电阻为18.2MΩ*cm。
使用另外的标准以确保尽可能高的质量。Light House LS-60激光粒子计数器使每单位现有体积的粒子数得到分析。确保适当使用容器，从而控制其他化学品或本身可存在于容器中的粒子的渗滤或污染。用于本发明方法的两类容器由石英和聚丙烯或类似材料组成。
市售蒸馏水每2ml样本一般具有5万个或大量0.1微米的粒子。本发明的方法使用超纯水，其每2ml具有0.1微米以上的粒子数少于500个粒子。参见下列表1，将市售蒸馏水与本发明的超纯水进行比较。
超纯水被标记为“10-水”，并且是本发明方法所用的水。测量从0.1微米至0.5微米。
表1
Figure BPA00001385335200061
Figure BPA00001385335200071
因此，本发明方法的第一步是产生“10-水”用作稀释水，从而生成稳定的水簇。
接下来，在充满氩气的室中进行稀释过程。在不含二氧化碳的大气中进行整个程序是非常重要的。当暴露于标准大气时，由于二氧化碳的存在，纯18.2M欧姆水将在大约数秒内迅速分解为1M欧姆或以下的水。超纯水这样暴露于CO2将形成碳酸，从而产生导电性离子。
因此，根据本发明的稀释通过向充满氩气的气室中的“10-水”添加少量材料进行，在以下实例中使用了氯化钠：
表2中显示了浓度10-3摩尔的氯化钠溶液的粒子尺寸分布。
表2
表2中显示由“10-水”制成的浓度10-3摩尔的氯化钠溶液的粒子尺寸分布。在所控制的非大气条件下用“10-水”稀释至10-7等同于粒子线性向下递减至总量共2.7个粒子。
应当注意的是，当将相同的溶液进一步稀释至10-7M时，大于0.1微米的粒子读数似乎远大于10-3。由于其不可能是离子，因此其仅可来源于水分子形成所检测的簇。
Figure BPA00001385335200081
拍摄原子力显微镜AFM照片，并显示在图4，Tapping、Topo frw、NaCl晶体。图4显示干燥10-3摩尔氯化钠溶液残余物的照片，其显示氯化钠的结晶形式。
图4显示液体残余物蒸发后溶液S残余物的原子力显微镜照片。溶液S中稳定水簇的形状和大小清晰可见。
图5 Tapping Phase bkw EFM，NaCl晶体显示与图4同时拍摄的干燥的10-3摩尔氯化钠溶液残余物的电力显微镜照片。NaCl结晶形式的均匀颜色表明氯化钠表面上没有电荷。在照片右侧，垂直边缘表明源于显微镜台上的污染而存在的电荷，但氯化钠晶体上没有电荷。
图6 Tapping Topo Frw，1.7×e-7稀释液显示干燥的1.7×10-7M氯化钠溶液残余物的原子力显微镜照片，其说明了稳定水簇的形状，没有说明氯化钠结晶形式的形状。
图7 Tapping Phase bkw，1.7×e-7稀释液显示稳定水簇的电力显微镜照片，证明结晶结构发生改变。
由极稀溶液以上述方法制备的这些水簇在数天、数月及数年时间内稳定。水簇特别稳定。
可以小规模或大规模批次进行制备稳定水簇的稀释过程；小规模批次可以在一升或一加仑容器中进行，而大规模批次可以在数百加仑或以上的容器中进行。
小规模生产显示在图8中，在一加仑容器中进行稳定水簇的生产。容器、管、塞子等由聚丙烯制成，从而最小化对产品产生污染的渗滤问题。容器顶端的塞子有三个孔，用于三根管。管1使氩气流入，管4使氩气流出，允许相对于正常大气的正氩气压，以使空气不可流入而接触溶液。这防止二氧化碳污染纯10-水或最终生成的溶液。
装置可扩大规模以进行大量生产，并且可自动化以连续运行。
该过程以下列方式进行。
-氩气从管1进入，并将瓶内全部大气通过管4推出，
-“10-水”从中间的管2注入没有大气且充满氩气的瓶中；
-随“10-水”进入瓶中，微量物质A在文丘里管3通过文丘里效应被吸入瓶中，从而允许物质A在不存在二氧化碳的环境下发生稀释，且“10-水”可维持其纯度。
因此，生成稳定水簇的该生产过程包括向水中添加少量材料A，其纯度由电阻率18.2M欧姆和极少量杂质表征，如由激光粒子计数器所测量的。稀释过程在不含二氧化碳的大气中进行。稀释过程可在惰性气体如氩气的存在下进行。稀释过程可在充满氩气的瓶中进行，并保持在正压下，从而大气不会泄漏进来。所有的容器均无导管泄漏和渗滤，从而不允许任何种类的杂质/污染物污染纯水或生成稳定水簇的极稀溶液。容器顶端包含三根排出管：一根氩气流入管、一根氩气流出管和将纯水加入容器的的第三根管。其中纯水流动的第三根管可通过文丘里效应吸入少量稀释的溶质。稀释过程进行不接触正常空气而进行。容器、管、塞子等由防止污染的聚丙烯或石英或类似材料制成。材料A可以是人造的或发现的任何有机或无机材料，或者从植物、动物和人类分离的任何有机或无机材料，如维生素、氨基酸、激素、蛋白质、酶、多肽、多糖、DNA、RNA等。稀释的溶液可用于促进燃料的燃烧，用于改善健康以促进生物化学反应，用于各种工业催化过程中，用于强化纺织品，用于加强电镀及类似过程。
以上述及通过将材料稀释到极纯的水中大规模生产稳定的水簇。通常期望有具有更大量稳定水簇的更高浓度的溶液，其一般通过将单独的材料稀释到极纯的水中就可得到的。根据本发明，提出促进稳定水簇的生成，以增大每单位体积的簇团数。
其以某些材料A的极稀“溶液S”开始。例如，将氯化钠用作材料A。在上述严格条件下制备，材料A用极纯的水稀释至浓度1.7×10-7摩尔。通过激光粒子计数器如Lighthouse Liquid Particle Counter LS-60可测量溶液S中的稳定水簇数，其结果在表3中显示。
Figure BPA00001385335200101
表3显示在下述浓缩方法前浓度为1.1×10～7摩尔的极稀氯化钠溶液S中不同尺寸0.1微米至0.5微米的粒子数。
图9显示液体残余物蒸发后溶液S残余物的原子力显微镜照片。溶液S中稳定水簇的形状和尺寸清晰可见。
通过添加具有永久的电偶极矩的第二材料可增加极稀溶液S中的稳定水簇数。利用被表示为材料B的第二材料小滴，将材料B稀释至1.0×102摩尔以下；然后将材料B以小滴加入溶液S。
材料B可以是维生素E或Ω3油，或者任何其他有机或无机材料，或者多种不同种类材料的混合物。具体例如，将Ω3油用作材料B。
优选在周围是氩气下使用极少量Ω3油，并与极纯的水混合。由于油和水不相混合，需要另外的过程混合油和水。为充分混合，利用超声振动以使材料B被粉碎进入胶体悬浮液。为获得最大的效果，油分子必须与水分子直接接触。油不进入水成为溶液，而是它们一起形成乳液。然后将少量该充分混合的材料B和纯水的乳液加入溶液S。最终的溶液S’应当具有微量浓度的材料B，其在1.0×10-7摩尔的范围内。
新的有机分子(Ω3油)的表面会具有多个正电荷点和负电荷点。周围的水分子和稳定的水簇会附着于这些电荷点，这些电荷点将为稳定的水簇提供生长位点。新的稳定水簇将生长，并且由材料A生成的现有稳定水簇将生长得更大。结果将是每给定体积稳定水簇的浓度更高的溶液。
表4表示利用本文所述方法加入材料B的溶液S’的稳定水簇的尺寸分布，由激光粒子计数器计数。每给定体积稳定水簇的增加量显示如下：
表4：显示在进行本文所述的促进后，溶液S’中0.1微米至大于0.5微米的不同尺寸的稳定水簇的粒子数。
图10显示在促进过程完成后，得自脱水溶液S’的残余物的原子力显微镜照片(Tapping、Topo Frw、1.7×e-7稀释液)。明确显示了稳定水分子的尺寸和分布。
因此，在该方法中，经促进的溶液S’产自现有溶液S，已知通过向溶液S添加少量第二材料B，其具有稳定的水簇，而溶液S’的稳定的水簇数将增加。材料B是液相，其可以是无机或有机的。其可以是石油产品、柴油、汽油或其衍生物的其中一种。首先通过剧烈摇晃如超声振动使材料B与极纯的水充分混合，以形成均匀的混合物，其是乳液。在氩气下将少量均匀的混合物加入极纯的水。极纯的水来自制备极高纯度水的水生产机器，其由电阻率仪测定接近18M欧姆-cm。生产过程各步骤及溶液的任何部分从始至终不接触空气中的二氧化碳。所有容器、管、塞子、接合点由如下材料制成：当与极纯的水接触时，不发生泄漏和渗滤。这种材料的实例是石英和聚丙烯。经促进的稳定-水-分子溶液S’可用作加工厂如炼油厂、发电厂、生产石油衍生产品的制造工厂中的燃料，如汽油、柴油、天然气、喷气燃料、重油和煤中的燃料催化剂，以减少焦化；可用于保健目的，如补给物、药物或能量顺势疗法；可用于工业过程，如生产氮肥。在工业过程中，其需要利用水增加所含液体和或化学品或烃的粘度、改变或强化纺织品、改善酸性铅电池的功能和寿命。
根据本发明进一步的实施方式，下列装置可用于工业大规模生产包含由稳定水簇制成的催化剂的产品。
图11显示右侧包括装有柴油燃料的给料罐A的装置。柴油燃料被泵送到罐B，其中安装了超声振动装置。在燃料到达罐B前，通过文丘里效应从罐C提取少量浓缩催化剂CC。c浓缩催化剂CC与柴油燃料的比R被设置得极小，如1份CC比1000份柴油。浓缩催化剂CC通过超声振动在罐B中与柴油燃料充分混合。罐B的流入和流出速率受到控制，从而确保超声振动混合时间的给定量，以实现CC与柴油充分混合。CC和柴油燃料的混合物流出罐B，到达主罐D。通常混合需要一次以上经过罐B。然后通过将柴油和CC的混合物从主罐D连续泵送回来经过罐B，实现第二轮混合，以进一步进行超声振动混合，然后回到主罐D。
当混合令人满意地完成，且柴油燃料被认为已添加了必要的催化剂时，即准备好前往储罐E以装运和配送至柴油燃料使用者。类似的程序可用于汽油、喷气燃料、煤油或其他液体石油产品。
而图11显示处理没有化学品粘合剂的、待与液体催化剂混合的大量石油燃料的流程图，图12显示通过文丘里将浓缩催化剂CC从罐C添加到罐B的流程图。
浓缩催化剂CC从罐C进入。文丘里流量计阀使CC进入向超声罐B运载燃料的管。流量计管测量将与体积V2的柴油混合的CC的体积Vi。柴油的体积V2由来自给料罐A的阀控制。比R＝V1ZV2固定。单向阀使CC通过文丘里效应进入管，与出自罐A进入罐B的柴油混合。出自罐A的柴油流入超声罐B。
总之，通过充分混合少量浓缩催化剂CC和柴油或类似的石油基燃料来生产大量处理燃料用的催化剂CC的程序可被表述为下式：
CC+D＝CD
其中比R被定义为CC量与D量的比R＝CC/D。例如，一种情况下该比选定为1/1000。
公开的方法和装置一般可用于任意浓度的CC。CC将包含大量稳定的水簇，该稳定的水簇将要与任何溶液D如柴油、汽油、油、醇产品或类似产品混合，或制造护手霜、面霜或任何保健产品。
为具有最大的混合效果和确保所生成的产品的纯度，罐A至罐B、C、D和E的整个系统将保持在氩气正压下，从而消除正常室内大气中会存在的二氧化碳和氧气的污染。
以下述及通过混合浓缩CC与液体D生产大量包含低密度稳定水簇的稀释液体CD的一些具体实例。
-D是柴油燃料，CD是燃料添加剂，其将被添加到柴油燃料以促进燃烧和减少污染。
-D是汽油，CD是燃料添加剂，其将被添加到汽油以促进燃烧和减少污染。
-D是任意燃料，如喷气燃料或煤油，CD是喷气燃料和煤油的燃料添加剂。
-D是油，CD是具有稳定水簇的油——其可用于手部和面部等，以改善外观和健康。
-D是纯水，CD是具有少量稳定水簇的水——其可以健康为目的应用。
-D是酒，CD是具有少量稳定水簇的酒——其可用作高品质酒。
概括该实施方式，应当提到的是，由此制备的大量CD可以是催化剂或油或膏，其通过如下生成：将包含高密度稳定水簇的少量浓缩CC和溶液D——其可以是柴油、汽油、油、水或膏——充分混合，形成稀释溶液CD，该稀释溶液CD可以是柴油、汽油或其他石油燃料或者膏的催化剂。通过超声进行混合，CC与D的混合比R可被设置为少量，如1/1000，该比可由两个自动控制阀保持，其中第一个阀控制来自给料罐A的D量，第二个阀控制进入计量区域(meter region)的CC量，其中CC通过文丘里效应与D混合。将混合并稀释的液体CD从所述超声罐泵送到主罐中，将主罐中混合的CD短时间连续泵送经过超声罐，以使混合物CD充分混合，并停留在主罐中。充分混合的液体CD进入储罐，准备装运。
充分混合的液体CD可用作燃料添加剂，而燃料D可以是柴油、汽油、煤油、喷气燃料等；可以保健为目的应用，而所述D是油，CD可以是以如手部、面部等保健为目的的一些乳液或液体形式；可用作酒精饮品，而D可以是任何酒精饮品，如葡萄酒、啤酒等；液体D可以是纯水，CC是一些特殊的稳定水簇C的浓缩物，而终产品CD用于保健应用，如饮品。
根据本发明生产的固态稳定的水簇具有特定的分子结构。
如上所说明的，通过稀释生成稳定的水簇是可能的。利用氯化钠的稀释液作为实例。有机和无机材料在超纯水中稀释会产生水，其中通过使稳定的水簇水——或被称为簇团水——在载玻片上蒸发然后检验留下的残余物，揭示稳定水簇的存在。这通过光学显微镜和原子力显微镜进行。图14显示其中一种固态稳定的水簇。稳定的水簇具有多种形状。其中一些看上去像棉球。图14中可见几种环形结构，其可被认为是更加基本的结构。
图14中，照片的尺寸是7.67微米×7.67微米。途中所示的环形结构为约1微米尺寸。
在固态物理学中，当考虑相变现象时，重要的原理是缩放(scaling)。相互作用是能量，在其操作人员形式说中被称为Hamiltonian，比例。也就是说，无论对象尺寸是多少，均发生相同种类的相互作用。图13显示显微镜中不同尺寸的氯化钠形状，放大倍率400×。
可注意到两个最左侧的氯化钠晶体簇。氯化钠的面心立方结构显示其本身在所示的二维图中为正方形。最小至最大的正方形氯化钠立体结构跨越约100的系数。氯化钠的面心立方结构保持甚至低至纳米级。与之相比，环形结构的缩放将同样低至纳米级。
环形结构有不完整的时候，而仅一半完整。然后肾形结构如图15形成。图15中的照片尺寸是1.66微米×1.66微米。肾形结构为约600nm至700nm。
当在低于1微米的尺寸下用原子力显微镜观察蒸发的簇团水的残余物时，一些更精确的照片可见。图16显示这些照片的其中一个。五边形具有五个边，六边形具有六个边，矩形具有四个边。五边形和六边形组有时组成足球样结构。图16中的照片尺寸是0.63微米×0.63微米。多个四边、五边和六边环结构可见。这些机构的尺寸在约30nm至50nm的范围内。这些结构组合形成足球样式样。
图17a中显示的孤对，其中水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。这三个原子占据了四面体的顶点。
当多个水分子组合在一起形成簇时，其等同于将多个四面体钩挂在一起。水簇的最低能量态呈针对五边形和六边形构型，氧分子占据五边形、六边形以及有时矩形的顶点。通过如此进行，这些五边形和六边形将形成足球样构型，如图18所示。在数学上其可被表示为：
5n6m，
其中n和m表示组成足球样构型的五边形数和六边形数。对于较小的足球样构型，两条线交汇的顶点是氧原子的位置。氢原子沿连接该顶点的线散布。总体上其为：
5n6m4k，
其中额外的k是四边的矩形数。此外，其仅为可组成线形、螺旋形等的单位。
图18显示具有六十个顶点的球，而图19显示具有20个六边形白块和12个五边形黑块的足球，其可被表示为512 620。
最基本的环结构被表示为五边的五边形、六边的六边形和四边的矩形，如图20所示。最小的分子环结构由占据这些多边形顶点的各个氧原子和沿连接这些顶点的线散布的各个氢原子组成。
图20显示稳定水簇的象征性环结构：从左至右：五边形；六边形；和矩形。
因此，本发明的稳定水簇在正常室温和大气压下稳定，环结构在微米、数百纳米、数十纳米的范围内。这些环结构可以是五边的五边形、六边的六边形、四边的矩形。这些环结构中最小的：五边的五边形、六边的六边形和四边的矩形由各个氧原子和氢原子组成，氧原子在顶点，氢原子沿连接顶点的线上散布。这些五边形、六边形或矩形可连接在一起形成较大的结构，该结构为稳定水簇的一部分。该较大的结构可以是足球样的，并且n边为五边形，m边为六边形，以及k边为矩形，通过如下公式表示：5n 6m4k，其中n、k、m可以是0、1、2、3至极大的整数。该较大的结构，包括足球样结构，可连接在一起形成大得多的稳定水簇，该稳定水簇为线形、环形、肾形或螺旋形。
众所周知，遗传物质DNA的基本结构为双螺旋。因为其进化发展的程度，DNA的结构极其复杂，世世代代缓慢地建立为成功生命决定的编码记录。在长期进化链上具有起源点——在DNA被发现在更多进化链中出现之前的起始点，在DNA被发现在更多高级生物生命形式中出现之前的起始点，并且该起源点已存在于原始单细胞生物体中。迄今为止，还没有人分离出其形成机制。虽然公知生命来源于水，没有水就没有生命，但没有人声称水和复合物形式如DNA之间具有直接的联系。
根据本发明，稳定的水簇可具有螺旋结构，具体地是双螺旋成对一起形成类似于DNA结构的双螺旋。
图21显示具有双螺旋结构的DNA的图片。图22和23显示双螺旋结构中的根据本发明的稳定水簇的两张原子力显微镜图片。
如果对图21和图22-23进行比较，其具有不同点和相似点。不同点在于DNA双螺旋由氨基酸组成，而稳定的水簇双螺旋由水分子组成。
相似点在于它们两者均为双螺旋，是彼此的缩放图像。稳定水簇双螺旋的宽度为约2微米，而DNA双螺旋的宽度为约2纳米，缩小系数是1000倍。通过将DNA分子放大1000倍，其看上去与双螺旋稳定的水簇相似。
预期稳定水簇的双螺旋结构可以纳米、微米以及甚至更大的尺寸存在。
显示了缩放对称性的原理。晶体的Hamiltonian(数学函数，多个这种系统的动能和势能的总和相等)保持不变，与其大小无关。即，无论大小是纳米、微米还是毫米，Hamiltonian(能量)保持不变。由于晶体的形状由最低能量态决定，然后晶体的形状同样与大小无关(就物理学而言，与晶体的尺寸、纳米、微米或毫米无关，晶体保持相同的形状)。当观察盐(NaCl)晶体时，其具有毫米级立方形(这使用简单的放大镜可见)。当用原子力显微镜观察NaCl晶体时，即使以微米级观察，其也是立方体结构。相同尺寸的NaCl同样持续至纳米尺寸，其被称为面心立方体。
因此，预期根据本发明的稳定水簇的双螺旋形状保持不变，无论微米或纳米尺寸如何。
如本文所公开地，可生成包含双螺旋稳定水簇的溶液。但这仅是生产中的一种。
一种这样的溶液的粒子数在表中显示。
表5
Figure BPA00001385335200181
因此，稳定的水簇可具有螺旋结构，其可形成为双螺旋形。双螺旋结构可以是DNA分子形成前生命进展中的前体。螺旋结构具有几微米或几纳米尺寸的宽度。
将要理解的是，上述各成分，或者两种或更多种一起，可在与上述类型不同的其他类型构造中也具有有效应用。
当如固态稳定的水簇产品所实施地来示例和描述本发明时，并非意图被限于所示的具体情况，因为在不以任何形式脱离本发明宗旨的情况下，可做出多种改变和结构变化。
不进行进一步分析，以上所述将非常充分地揭示本发明的要旨，以使其他人员从现有技术立场出发在没有遗漏主要构成本发明一般方面和具体方面的必要特性的特征的情况下，通过应用现有知识可容易将其用于多种应用。
专利证书(Letter Patent)要求保护的新的和期望的在所附权利要求书中阐述。

Claims (34)

1.一种产品，包含固态稳定的水簇，所述固态稳定的水簇包括经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在所述固态稳定的水簇周围具有电场。
2.权利要求1所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇在正常室温和大气压下稳定。
3.权利要求1所定义的产品，其中所述产品包含水，所述水中具有所述固态稳定的水簇。
4.权利要求1所定义的产品，其中所述产品包含具有所述固态稳定的水簇的石油组分。
5.权利要求4所定义的产品，其中所述石油组分是选自气体、柴油和天然气的组分。
6.权利要求1所定义的产品，其中所述产品包含皮肤护理组分，其中包含所述固态稳定的水簇。
7.权利要求1所定义的产品，其中所述产品包含提供健康益处的组分，其中包含所述稳定的固态水簇。
8.权利要求7所定义的产品，其中所述提供健康益处的组分是选自维生素、矿物质、激素和提取物的组分。
9.权利要求1所定义的产品，其中所述产品也包含含有所述固态稳定的水簇的另外的组分，其中所述固态稳定的水簇为乳液形式，所述乳液含有包括所述固态稳定的水簇的小水滴悬浮液。
10.权利要求1所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇具有环形结构。
11.权利要求10所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇具有选自五边形、六边形和矩形的环形结构。
12.权利要求10所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇的多个所述环形结构连接在一起形成所述固态稳定的水簇的较大结构。
13.权利要求12所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇的所述较大结构是具有选自下列形状的结构：线形结构、环形结构、肾形结构和螺旋形。
14.权利要求1所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇以双螺旋形式排列。
15.权利要求1所定义的产品，其中所述固态稳定的水簇具有纳米尺寸。
16.生成产品的方法，该方法包括将物质在作为稀释水的质量水中稀释多倍，直到固态稳定的水簇形成，所述固态稳定的水簇包括经由内部离子电场通过电偶极子相互作用彼此连接的多个水分子，并且具有永久的电偶极矩，在所述固态稳定的水簇周围具有电场。
17.权利要求16所定义的方法，其中所述稀释包括使用在每厘米质量1600-2000万欧姆范围内的水。
18.权利要求16所定义的方法，其中所述稀释包括在不含CO2的大气中稀释。
19.权利要求18所定义的方法，进一步包括使用氩气作为不含CO2的大气，以及在充满氩气的室中进行所述稀释。
20.权利要求16所定义的方法，进一步包括使用溶于水的氯化钠作为所述材料。
21.权利要求19所定义的方法，进一步包括将氩气引入所述容器，并在稀释过程中从所述容器收回所述氩气，以提供相对于正常大气的正氩气压。
22.权利要求16所定义的方法，进一步包括通过文丘里管由文丘里效应将所述物质吸入所述容器。
23.权利要求16所定义的方法，进一步包括将第二材料引入溶液，所述第二材料促进所述固态稳定的水簇的产生。
24.权利要求23所定义的方法，进一步包括制备所述第二材料的胶体悬浮液，所述引入包括引入所述第二材料的所述胶体悬浮液，以使周围的水分子和稳定的水簇附着于由此生成的电荷点，并且新的稳定水簇生长，同时由第一个述及的材料生成的现有稳定水簇生长得更大。
25.权利要求16所定义的方法，进一步包括使用所述固态稳定的水簇与另外的材料来生成所述产品。
26.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括使用固态稳定的水簇溶液作为所述另外的材料的燃料催化剂，所述另外的材料是选自汽油、柴油、天然气、喷气燃料、重油和煤的可燃燃料。
27.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括将所述固态稳定的水分子与生产石油衍生产品的加工厂中所用的另外的材料一起使用以减少焦化，所述加工厂选自炼油厂、发电厂和制造工厂。
28.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括将所述稳定的固态稳定的水簇引入另外的材料以生产具有所述固态稳定的水簇的皮肤护理产品，所述另外的材料是用于所述皮肤护理产品的材料。
29.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括将所述固态稳定的水簇溶液引入另外的材料以生产保健产品，所述另外的材料是以保健为目的使用的材料。
30.权利要求29所定义的方法，其中所述使用包括将所述固态稳定的水簇引入所述另外的材料，所述另外的材料是选自维生素、矿物质、激素、提取物和药物的所述保健材料。
31.权利要求25所定义的方法，其中使用包括将所述固态稳定的水簇溶液引入生产氮肥的工业过程中所用的另外的材料。
32.权利要求25所定义的方法，其中使用包括将所述固态稳定的水簇溶液引入工业过程以增大所述工业过程中材料的粘度，所述材料选自液体、载液、化学品和烃。
33.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括将所述固态稳定的水簇引入纺织材料以改变或强化纺织品。
34.权利要求25所定义的方法，其中所述使用包括将所述固态稳定的水簇引入酸性铅电池所用的材料，以增加其功能和寿命。
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