研究发现石墨烯电加热红外辐射波影响人类脑电波

“石墨烯发热后起到深度理疗作用”“石墨烯加热发射的远红外线能激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子”“石墨烯改性纤维的枕套面料可以除湿防螨保暖”……在网络上搜索石墨烯，会出现一堆相关产品。

一种无生命的物质究竟有没有网络上所说的诸多功效？对此，浙江大学长期从事石墨烯研究的林时胜教授接受科技日报记者专访时表示，研究显示，大部分产品实际上仅使用了“石墨烯”字眼，没有或者只是掺了非常少的石墨烯。

纯石墨烯对人体健康有没有功效？“最近我们从脑电波物理数据得到一个原创研究结论，发现了100%纯石墨烯电加热红外辐射波影响人体脑电波的新方法。”林时胜表示，这一研究成果有望应用于促进快速入眠以及改善睡眠等大健康护理领域，相关论文近日刊发于学术期刊《Small Science》。

作为一种二维材料，石墨烯具有独特的电子、光学、热学和机械性能。研究表明，当对石墨烯膜施加偏置电压时，大部分电子能量可以转化为红外辐射。红外辐射是一种波长比可见光更长的不可见电磁波，可进一步细分为三种不同波长：近红外、中红外和远红外辐射。

林时胜介绍，当电流通过石墨烯时，中红外线和远红外线（4—20微米）辐射到自由空间，多层石墨烯膜远红外发射率超过90%，产生的红外辐射可穿透人体皮肤2—3微米。医学研究表明，人体脑电波中Alpha波和Theta波被证明与大脑的创造性活动、记忆力、感知能力以及睡眠等有关。比如修行打坐使人宁静，焦躁不安则难以入睡，究其原因，是打坐时脑电波的强度和时长比烦躁时更强、更长。

“调节和激活脑电波可能是改善大脑活动和恢复的有效和潜在方法，特别是与注意力、抑制过程、记忆、感知能力和睡眠有关的Alpha波和Theta波频率的脑电波活动。”林时胜说。

该团队发现，石墨烯电热膜的红外辐射可以明显促进人脑中的Alpha波和Theta波的出现频率和持续时间，对单层石墨烯、多层石墨烯、水、铜等材料进行加热后，多层纯石墨烯膜得到的效果是最好的，且在50℃加热下，人体脑电波中Alpha波和Theta波出现频率和持续时间提高2.3至2.9倍和3.0至4.1倍。

林时胜团队通过系统研究不同工作温度和加热材料的效果，明确多层石墨烯电热膜的有效红外辐射波与人体热辐射波长范围相近都为7—14微米，可以在分子水平上对人类产生强烈的旋转和振动效应。

“这种石墨烯电加热促进脑电波的方法，提供了一种便捷、无创的方式来调节和激发人类脑电波，这在解决睡眠问题以及调节情绪等方面有潜在应用。”林时胜表示，团队正将这一研究转化为科研成果，石墨烯促进睡眠的测试也在浙江若干医院进行医学测试。测试结果显示，在测试对象闭眼情况下，Alpha波和Theta波的出现频率变多，且持续时间明显变长，让人更加容易入眠。