科普 | 石墨烯远红外的医学效应

人们知道， 2010年的诺贝尔物理奖颁发给了在英国曼彻斯特大学的两位科学家—安得列·盖姆 (Andre Geim) 和 康斯坦丁·诺沃肖罗夫( Konstantin Novoselov), 表彰他们对石墨烯 (Graphene)研究的卓越贡献。

作为碳组成的一种结构, 石墨烯是一种全新的材料, 它不单是其厚度达到前所未有的薄 (是人们发现的第一种由单层原子构成的材料)，而且其强度非常高 (其碳原子结构非常稳定)。同时， 它也具世界上最小的电阻率，导电性是铜的一百万倍。在导热方面， 更是超越了目前已知的其它所有材料。石墨烯近乎完全透明并柔软，但其原子排列之紧密，连具有最小分子结构的氦都无法穿透它， 现已被称为是21世纪最为颠覆的材料。

近年来，石墨烯及其衍生物广泛在生物医学， 包括生物元件， 生物检测， 疾病诊断，肿瘤治疗， 生物成象和药物输送系统等的应用前景， 使其成为纳米生物医学领域的研究热点。 石墨烯还具有诸多引人瞩目的光学属性，近年来 IBM的研究人员已发现， 石墨烯能吸收和辐射高达40%的远红外线。

人体也是一个天然的红外线辐射源，其辐射频带很宽， 无论肤色如何， 活体皮肤的发射率为98%，其中3-50 微米波段的远红外线的辐射约占人体辐射量的46%。人体同时又是良好的远红外线吸收体， 其吸收波段以3-15微米为主，刚好是在远红外线的作用波段。

人体远红外线的吸收机制是通过人体组织的细胞分子中的碳-碳键，碳-氢键，氧-氢键等的伸缩振动，其谐振波大部分在3-15 微米，和远红外线的波长和振幅相同， 引起共振共鸣。石墨烯加热发射的6-14微米远红外光波，能有激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子等功能， 祥述如下：

远红外线可以改善血液循环

远红外线能够深入人体的皮下组织， 使皮下深层组织温度上升， 扩张微血管，促进血液循环， 调节血压，改善心、 脑、 肝、 肾等器官由缺血引起的功能障碍， 如高血压，心脑卒中，动脉粥样硬化等。强化血液及细胞组织代谢， 改善微循环，提高细胞的解毒、排毒功能，防止癌细胞发生和发展。

远红外线可以改善关节疼痛，远红外线深透力可达肌肉关节深处， 使身体内部温暖， 放松肌肉， 带动微循环网的氧气及养分交换， 排除积存体内的疲劳有害物质和乳酸等， 对消除内肿， 缓和酸痛效果显著。

远红外线可以调节自律神经

自律神经主要是调节内脏功能。 人们如果长期处在紧张焦虑状态， 自律神经持续紧张，会导致免疫力降低、头痛、失眠乏力、四肢冰冷等，远红外线可调节自律神经保持在最佳状态， 美国现已用远红外线治疗抑郁征，获得很好的疗效。

远红外线可以提高免疫功能。免疫是人体的一种生理反应，它包括细胞免疫和体液免疫两种，对人体抵抗疾病具有极其重要的作用。经临床观察， 远红外线能够提高巨噬细胞的吞噬功能， 调节人体细胞免疫和体液免疫，有利于人体的健康。

远红外线的消炎功能

远红外线的热作用通过神经体液的回答反应， 消除了炎症反应的病理过程，使原来遭到破坏的生理平衡状态加速恢复正常，提高了局部和全身的抗病能力，同时能激活免疫细胞的功能， 加强了白细胞和网状內皮细胞的吞噬功能，达到消炎抑菌的目的。

远红外线的热效应还改善了微循环， 增强了组织的营养， 活跃了组织的代谢， 提高了细胞供氧量， 改善了病灶区的供血供氧状态，加强了细胞的再生能力， 控制了炎症的发展，加速了病灶的修复。由于改善了微循环, 建立了侧枝循环，增强了细胞膜的稳定性，调节了离子的浓度，改善了渗透压， 加快了有毒物质的代谢产物的排除， 加速了渗出物的吸收， 导致炎症水肿的消退。

远红外线能激活生物分子活性 应特别指出的是： 红外区域光子能量 ( 1.6-0.001电子伏特)不能激活分子的电子能级，所以不能象紫外线那样使物质发生电离。 远红外线只能激活分子的振动能级， 振动能级间的能量差一般为1电子伏特以下。 也就是说，由于远红外能量形成分子的原子键能量小，因此不能使分子结构发生变化。在远红外光子， 特别是3-14微米远红外光子的作用下，使生物体的分子能级被激发而处于较高震动能级， 这便激活了核酸蛋白质等生物大分子的活性，从而发挥了生物大分子调节机体代谢， 免疫等活动的功能， 有利于人体机能的恢复和平衡， 达到防病,、治病的目的。

远红外线能增强生物体的新陈代谢

如果人体的新陈代谢发生了紊乱， 引起了体内外物质的交换失常， 各种疾病将会不约而至。诸如水电解质代谢的紊乱，严重将会危及生命：如 糖代谢紊乱所致的糖尿病、脂代谢紊乱引起心血管疾病、肥胖症、蛋白质代谢紊乱引起的痛风等。 通过远红外线热效应， 可以增加细胞的活力，调节神经体液机制， 加强新陈代谢， 使体内的物质交换处于平稳状态。

远红外线可以护肤美容。远红外线照射人体产生细胞共振吸收， 能将引起疲劳及老化的物质， 如乳酸、 游离脂肪酸、 胆固醇、 多余的皮下脂肪等， 藉毛囊口和皮下脂肪的活化性，不经肾脏， 直接从皮肤代谢。 因此， 能使肌肤光滑柔嫰，远红外线能使体内的热能提高，细胞活化， 因此促进脂肪组织代谢， 燃烧分解，将多余脂肪燃烧掉， 进而有效减肥。

远红外线的镇痛作用。 远红外线的热效应，降低了神经末梢的兴奋性； 血液循环的改善； 水肿的消退； 减轻了神经末梢的化学和机械刺激； 远红外线的热作用，提高了痛欲， 以上种种，均起到缓解疼痛的作用。