無源太赫茲

THz到10 輻射通常只有較低的THz THz

基本信息

中文名: 太赫茲電磁波

外文名: TerahertzWaves

定義

太赫茲電磁波,簡稱太赫茲波(英文:TerahertzWaves,簡稱THz波)。在電磁波譜中,太赫茲波介於可見光和微波之間,通常認為太赫茲波的頻率範圍在0.1THz到10THz範圍。太赫茲波被認為是電磁波中最後一段未被人類充分認識和套用的波段。
太赫茲波的形成按有無人為外加能源來區分,可分為有源太赫茲(ActivesTerahertz)和無源太赫茲(PassiveTerahertz)。有源太赫茲是指通過人為外加的能源或設備儀器作為太赫茲發射源,產生持續穩定的太赫茲波,如熱輻射、高能加速、光整流、半導體瞬間電流等眾多技術手段產生的太赫茲波;無源太赫茲則是指在無人為外加能源作用下,物體靠自身電子運動,產生持續穩定的太赫茲波,核心技術為將礦物質納米化,溶於水後形成納米級太赫茲波釋放體,該技術稱為無源太赫茲技術。

產生的機理

科學家研究發現無源太赫茲具有的理化特性與其發射源的天然礦物結構為“介觀結構”有關。【註:“介觀結構”又稱為“中觀結構”或“納米結構”,介於“微觀”(原子、分子)和“巨觀”(自然界物質或物體)之間。處於介觀結構的物質相對於“微觀”在尺寸上已是巨觀的,因而具有巨觀體系的理化特性;但是由於“介觀結構”物質中電子運動的相干性,會出現一系列新的與量子力學相位相聯繫的干涉現象,這又與微觀體系相似,故稱“介觀結構”,目前“介觀結構”的物質已經被科學家獨立分離出來,並能穩定存在。】
無源太赫茲水中天然礦物經特殊處理形成“介觀結構”,使其形成了巨大的比表面,在太赫茲波作用下大幅提升礦物電子捕捉性,獲取水中或空氣中的電子,從而形成電場。
當由礦物生成的電子(e-)遇H2O後放電,把H2O分離成H+離子和OH-;其中把e-傳送到H+,把它們轉化成霧化氫H;第三步,礦物吸收並保存H。當H原子被吸收後,只剩下了OH-。一些H原子形成了氫分子(H2),H2以氣體的形式從水表面分離出來,從而使得水中的OH-非常豐富,PH值就上升了,最高可達12.5以上。
如此高的PH值,卻不含有像Na+,CL-和SO4-這樣的有高腐蝕離子,所以對人體無任何刺激和危害,可以直接飲用,對環境無任何排放。
研究證明,無源太赫茲還能將PH下降至2-2.5,只是因為特殊的天然礦物具有自發電特性能將H2O分離成H離子和OH離子。其中OH離子與介觀結構礦物巨大的比表面正電荷結合,將大量的OH吸附並形成穩定烷基結構,使得水中的H非常豐富,PH值就下降,最低PH值可達2.0---2.5。
研究同樣證明,無源太赫茲還能調節PH為中性,只是因為不同礦物表面所帶電荷不同,通過太赫茲處理就可獲得所希望的PH值。
目前,國外一些研究組織對無源太赫茲輻射已有初步的共識,即無源太赫茲是一種新的獨特的輻射源。與其它太赫茲源相比,最明顯的特點是具有自發電能力,調節體內生物電場。由於天然礦物具有吸收並輻射太赫茲波的能力,在生物體中形成電場,使各部位電場都保持一定的動態平衡,從而起到保健作用。
無源太赫茲波使用方便,套用範圍廣范,市場前景十分巨大。例如,可套用於促進人體保健的大健康產業;提升節能減排的大能源產業;改善環境的大生態產業;新型無害消毒殺菌的大公共衛生產業;無公害的大農產品產業和新型保鮮倉儲的大食品產業等。無源太赫茲技術研究與套用是一個非常重要的交叉前沿領域,給技術創新、國民經濟發展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。相信隨著太赫茲技術快速的發展,無源太赫茲在眾多領域具有的獨特優越性和巨大的套用前景還會逐漸顯露。

主要特性

1.抗背景噪聲干擾強
是THz脈衝的典型脈寬在皮秒量級,不但可以方便地進行時間分辨的研究,而且通過取樣測量技術,能夠有效地抑制遠紅外背景噪聲的干擾。目前,脈衝THz輻射通常只有較低的THz射線平均功率,但是由於THz脈衝有很高的峰值功率,並且採用相干探測技術獲得的是THz脈衝的實時功率而不是平均功率,因此有很高的信噪比。
2.振動頻頻寬,易與自然界生物體產生共振現象
THz單個脈衝的頻帶可以覆蓋從0.1THz—10.0THz的範圍,自然界生物代謝大分子的振動和轉動能級,電介質等的聲子振動能級都落在THz波段範圍,極易與生物體內分子運動產生共振,而影響生物代謝方向。
3.THz具有自發電能力,調節體內生物電場
由於天然礦物具有吸收並輻射太赫茲波的能力,在生物體中形成電場,使各部位電場都保持一定的動態平衡,從而起到保健作用。
4、THz射線低能量,不會產生電磁波傷害
THz光子的能量低,只有幾毫電子伏特,是手機輻射的千分之一,不會引起生物組織的電離。

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