研究發現石墨烯電加熱紅外輻射波影響人類腦電波

“石墨烯發熱後起到深度理療作用”“石墨烯加熱發射的遠紅外線能激活身體細胞核酸蛋白質等生物分子”“石墨烯改性纖維的枕套布料可以除濕防螨保暖”……在網路上搜索石墨烯，會出現一堆相關産品。

一種無生命的物質究竟有沒有網路上所説的諸多功效？對此，浙江大學長期從事石墨烯研究的林時勝教授接受科技日報記者專訪時表示，研究顯示，大部分産品實際上僅使用了“石墨烯”字眼，沒有或者只是摻了非常少的石墨烯。

純石墨烯對人體健康有沒有功效？“最近我們從腦電波物理數據得到一個原創研究結論，發現了100%純石墨烯電加熱紅外輻射波影響人體腦電波的新方法。”林時勝表示，這一研究成果有望應用於促進快速入眠以及改善睡眠等大健康護理領域，相關論文近日刊發于學術期刊《Small Science》。

作為一種二維材料，石墨烯具有獨特的電子、光學、熱學和機械性能。研究表明，當對石墨烯膜施加偏置電壓時，大部分電子能量可以轉化為紅外輻射。紅外輻射是一種波長比可見光更長的不可見電磁波，可進一步細分為三種不同波長：近紅外、中紅外和遠紅外輻射。

林時勝介紹，當電流通過石墨烯時，中紅外線和遠紅外線（4—20微米）輻射到自由空間，多層石墨烯膜遠紅外發射率超過90%，産生的紅外輻射可穿透人體皮膚2—3微米。醫學研究表明，人體腦電波中Alpha波和Theta波被證明與大腦的創造性活動、記憶力、感知能力以及睡眠等有關。比如修行打坐使人寧靜，焦躁不安則難以入睡，究其原因，是打坐時腦電波的強度和時長比煩躁時更強、更長。

“調節和激活腦電波可能是改善大腦活動和恢復的有效和潛在方法，特別是與注意力、抑制過程、記憶、感知能力和睡眠有關的Alpha波和Theta波頻率的腦電波活動。”林時勝説。

該團隊發現，石墨烯電熱膜的紅外輻射可以明顯促進人腦中的Alpha波和Theta波的出現頻率和持續時間，對單層石墨烯、多層石墨烯、水、銅等材料進行加熱後，多層純石墨烯膜得到的效果是最好的，且在50℃加熱下，人體腦電波中Alpha波和Theta波出現頻率和持續時間提高2.3至2.9倍和3.0至4.1倍。

林時勝團隊通過系統研究不同工作溫度和加熱材料的效果，明確多層石墨烯電熱膜的有效紅外輻射波與人體熱輻射波長範圍相近都為7—14微米，可以在分子水準上對人類産生強烈的旋轉和振動效應。

“這種石墨烯電加熱促進腦電波的方法，提供了一種便捷、無創的方式來調節和激發人類腦電波，這在解決睡眠問題以及調節情緒等方面有潛在應用。”林時勝表示，團隊正將這一研究轉化為科研成果，石墨烯促進睡眠的測試也在浙江若干醫院進行醫學測試。測試結果顯示，在測試對象閉眼情況下，Alpha波和Theta波的出現頻率變多，且持續時間明顯變長，讓人更加容易入眠。