【红外辐射】芬芳石墨烯电暖论远红外辐射制热的作用之二——远红外辐射能起到医疗作用的基础

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    芬芳石墨烯电暖论远红外辐射制热的作用之二——远红外辐射能起到医疗作用的基础

随着国家煤改电政策的推行，越来越多的电暖产品投入市场，电暖产品的主要发热元件是——碳膜型和碳纤维，碳材料发热的原理是，在外部电流作用下，运动的电子与离子发生激烈的碰撞，高速摩擦产生场效应热能，从而释放热量。其释放热量的方式主要是通过对流传热和远红外辐射。

碳发热材料相对于金属发热材料，最大的优势是稳定性能好，使用寿命长，其辐射传热效果好，空间制热速度快。广东芬芳陶瓷有限公司开发的芬芳石墨烯电暖产品，以其高可靠性、低能耗、高辐射传热效果，在业界具有较高的知名度。那么，电地暖发热过程中产生的远红外线对人的有益作用的医学基础是什么？作为行业翘楚，芬芳石墨烯电暖，将为各位一一阐述。

一、红外辐射用于医疗的物理学基础

红外辐射是英国科学家赫胥尔于1800年首先发现的，红外线和可见光一样都是电磁波，它们的区别仅是波长不同，它在真空中传播的速度是300000km/s，其波长范围是 0.72-1000µm。红外线又称作热线、红外辐射又可称作热辐射，对于一个热辐射体其波长λ与温度t之间服从维恩位移定律：

λmt=c

式中λm为物体红外辐射的峰值渡长，c=2897µmk，t是物体的绝对温度。

从上式中看出，物体的绝对温度越高，其辐射波长越短。

物体的绝对温度越高，则物体单位面积上向外辐射的总功率也越高，二者之间的关系遵守斯蒂芬-玻尔兹曼定律：

w=εδt4

式中，w为单位面积上向外辐射的总功率（w/cm2），ε是辐射率，δ是斯蒂芬-玻尔兹曼常数，t是物体的绝对温度。这样根据物体的热辐射功率就能观察物体的温度分布，这正是红外诊断的物理学基础。 另外，根据基尔霍夫定律，好的吸收体必然是好的辐射体，又按照黑体辐射理论，温度高于绝对温度的物体都能产生电磁辐射，因此该物体也同时能够吸收这种辐射。以上正是红外辐射用于医疗的物理学基础。

二、红外治疗技术

上世纪80年代以来，红外治疗技术在我国得到了空前的发展，涌现出一批有效的新型红外保健医疗仪器，由于它在家庭保健和某些疾患的治疗上的明显效果，受到国内外医学界和民间的普遍关注，并在国内得到迅速推广。

红外对生物组织的作用主要是热效应。可以证明，热能可以使生物组织温度升高，细胞的通透性，胶体状态，生物电、酸碱度、酶系统发生改变，形成生物活性物质组织胺和乙酰胆碱等，使新胨代谢旺盛，生物组织营养状态改善，组织再生能力加强，功能恢复加速，因而在治疗扭伤、消炎、镇痛解痉挛，活血化瘀，恢复肌肉功能等方面皆有明显教果。

人体皮肤在普通环境下具有很高的ε值，高达0.98，接近黑体的辐射，基于人的平均体温在37℃左右，根据朗克光量子理论可以算出人体辐射的峰值波长为 9.3482µm，实际人体各部分温度有差异，峰值波长在 9-10µm之间，处于远红外段。此外，包括人体辐射在内的黑体辐射都是连续光谱，人体辐射以峰值波长为中心，两边波长的辐射能量迅速下降并覆盖较宽的波长范围。大体上2-20µm 的红外波长区域，约占去了人体总辐射能量的80％，因此，当采用适当能量的2-20µm红外线辐射作用于人体时，肌体就会最有效的吸收电磁能量，从而产生相应的生物学效应，并且以较少的能量获得较大的效果。

目前，远红外治疗产品核心部件是红外辐射源，安全的将红外辐射能量作用于人体的有关部位，总之，红外技术在医学上有很好的应用前景，但还需在临床上不断探索新的适用范围，进一步提高红外诊断和治疗的技术水平。

三、芬芳石墨烯电暖（发热瓷砖）红外辐射检测

依照jg/t 286-2010《低温辐射电热膜》、gb/t 7287-2008《红外辐射加热器试验方法》标准，对芬芳石墨烯电暖（发热瓷砖）的发热芯片进行红外辐射检测。

从实验结果图中可以看出，芬芳石墨烯电暖（发热瓷砖）的发热芯片通电后，其红外辐射的波长绝大部分集中在5-15µm，为远红外辐射波段，因此，采用芬芳石墨烯电暖（发热瓷砖），其通电后产生的远红外线会被肌体有效的吸收，从而产生相应的生物学效应，起到一定的医疗保健效果。

主要参考文献：

1. 周荣花,吴祈耀.红外技术在医学中的应用.医疗保健器具,1998

2. 赵金风,袁举.红外治疗仪在糖尿病周围神经病变中的治疗作用.中国实用神经疾病杂志,2016

3. 付焰,贺姁艳,刘亮.远红外频谱照射治疗烧伤创面疗效观察.辽宁中医药大学学报,2017

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