無源太赫茲屬於太赫茲波兩種中的一種，指的是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。
基本介紹
- 中文名：無源太赫茲
- 所屬類別：太赫茲波
定義,產生的機理,主要特性,評價,套用領域,其他信息,科學解讀,
定義
太赫茲波（英文：Terahertz Waves，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0.1 THz到10 THz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科學技術是21世紀重大的新興科學技術領域之一。
無源太赫茲
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（Actives Terahertz）和無源太赫茲（Passive Terahertz）。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
無源太赫茲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1.0---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。
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—10.0 THz 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。
評價
著名的科技評測機構:博肯質量評定機構評定無源太赫茲技術是打破“常識”與“極限”的技術，是太赫茲技術發展到今天的最高峰，包含以下殊榮：
1、通過該技術製造了世界第一款主動起電的無源太赫茲機能水。
以植物、土壤及珊瑚等海洋礦物質作為材料，利用獨特技術讓礦物質結構具備電子捕捉性，從而在全球率先完成了主動產生電力，形成電場的無源太赫茲機能水。該電場完全不存在放射性元素的危害，另外無需人為提供能源，便能產生持續穩定的太赫茲波。
2、無源太赫茲技術是世界上唯一一款以水為形態製備太赫茲釋放體的技術。
納米級太赫茲釋放體以對人畜無害的安全“礦物質水”形態展現。由於是安全液體，因此從食品到樹脂、燃料等，不論是液體還是固體形態，可對各種物體進行塗抹、混合、燒結等加工，可運用太赫茲波開發各種新功能產品。
3、通過該技術在常溫下產生太赫茲波的能力世界第一；能根據不同功能需求，定製不同波段的太赫茲波，該技術世界第一！
經過無源太赫茲技術深度加工的產品，無需人為提供能源，在常溫下即可產生高水準太赫茲波，作為一種功能產品，其能力達到世界最高水平。該技術還能控制釋放的太赫茲波波長，套用於各行業領域！
無源太赫茲技術套用範圍極廣，具有不可估量的商業價值和社會效益。
套用領域
1、太赫茲波作用人體後能產生生物共振效應，從而能復原細胞功能蛋白（生物酶）和核酸（DNA、RNA）的立體結構，使其恢復正常功能。
由於人的年齡或疾病會造成局部功能受損，代謝不正常，原因之一是由於功能蛋白（生物酶）或核酸（DNA、RNA）的立體結構受到變形，使其活性大打折扣，發揮不出正常的功能，而太赫茲波的共振效應能促進其復原立體結構，使其發揮出正常的代謝功能。
2、太赫茲波具有改善微循環，起到人體保健作用。
太赫茲波具有超強的穿透力，被稱為超遠紅外，具有促進人體血管血流速度和流量的功能，實測用於生物醫療保健的無源太赫茲技術（能夠釋放特屬於醫療保健領域波長的太赫茲波段），能使人體血流量增加5.1%，血流速度增加7.6%；同時能加快淋巴管液和體液流動，促進代謝，改善微循環，起到人體保健作用。
3、太赫茲波作用人體能使體內物質小分子團化，加速循環，起到“通則不痛”之效果。
臨床許多疼痛主要由於體內一些代謝有機物累積呈大分子團狀，在關節等容易堵塞部位累積產生，使得代謝不通暢，從而導致疼痛產生，故有“不通則痛”說；經太赫茲波作用後，通過其生物共振效應打開大分子團的“范德華引力”，使其小分子團化，代謝通暢，從而緩解疼痛症狀，“通則不痛”。
4、太赫茲波具有自發電能力，調節人體內生物電場，使各部位電場都保持一定的動態平衡，從而起到保健作用。
正常人體內生物電場在各部位都保持一定的動態平衡。 但人致病後，這種平衡即會被打破而出現異常。因此，當人體內生物電出現異常時，在外加以適當強度的電場，作用於人體適當部位，會使人體細胞內電子運動趨於平衡，疾病隨之而好轉。太赫茲波自發電能力能調節體內電子運動的頻率，使各部位電場都保持一定的動態平衡，從而起到保健作用。
5、抗氧化，清除自由基，使青春常駐
醫學研究及臨床試驗證明:人體細胞電子被搶奪是萬病之源。環境中的空氣污染、吸菸、農藥等都會使人體內產生更多活性氧自由基，自由基在人體內到處爭奪電子，如果奪去細胞蛋白的電子，使蛋白質（生物酶）發生烷基化，就會形成畸變蛋白，失去原有的生物代謝功能而致病。
太赫茲波在能產生自發電動勢的礦物中能生成電場，獲取水中或空氣中的電子，當由礦物質生成的電子（e-）遇H2O後放電，把H2O分離成H+離子和OH-。第二步，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，大大增加了OH-濃度，人體得到負離子後，由於負離子帶負電有多餘的電子，可提供大量電子，從而就能清除自由基，阻斷惡性循環，癌細胞就可防止或被抑制。
殺菌消毒
無源太赫茲殺菌水（能夠釋放特屬於消毒領域波長的太赫茲波段）具有廣譜性殺菌和殺滅病毒作用，是因為其天然礦物內消旋結構體在太赫茲消毒波段作用下可以持續產生脈衝高電壓，向周圍與其接觸的水分子進行放電從而電解水分子形成H離子和OH離子，由於礦物內消旋結構體可以在電位呈負值時吸附氫元素，向H離子釋放電子使其還原成氫原子（H）, 並在礦物內消旋結構體中積蓄並固定，形成生物電場，並保持一定高的電壓，當殺菌水作用於細菌或病毒體後，其生物電場能快速擊穿細菌或病毒的細胞膜結構，導致細菌或病毒細胞膜破損而殺死細菌或病毒；同樣能對無膜結構的病毒的RNA、DNA結構破壞，使病毒失去活性。
根據日本理化學研究所（等同於中國的中科院）和東京大學專家實驗證明，無源太赫茲殺菌水對白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿假單胞菌、枯草芽孢桿菌等有明顯的抑制殺滅作用，有效率達到99.95%（國內檢測結果）以上；同時能有效抑制伊波拉出血熱病毒、口蹄疫、流行性腹瀉（PED），禽流感、牛鼻炎B病毒、流感病毒等十幾種畜禽常見致病性病毒；還能顯著抑制作用了濾過性毒菌引起的血凝素活性。
最新研究顯示，無源太赫茲殺菌水對瘋牛病病毒（朊病毒）具有殺滅作用，朊病毒作為世界性難題已經困擾科學界多年，發明無源太赫茲技術的科學家團隊已在2016年5月東京召開的世界朊病毒學會上發表該成果，該團隊極有可能因這一偉大突破榮獲諾貝爾獎。
美容護膚
隨著人年齡的不斷增長，人體氧化的速度會加快，引起細胞生物膜上的脂質過氧化，破壞了膜的結構和功能；同時能引起蛋白質變性和交聯，使體內的許多酶及激素失去生物活性，老化跡象一點一滴出觀，如色素沉澱，皮膚皺褶增多；而無源太赫茲SOD水（能夠釋放特屬於美容護膚領域波長的太赫茲波段）是具有抗氧化能力，清除自由基，延緩衰老作用的高科技產品，它是一種純天然、無毒、可以喝的高科技美容水。這種SOD美容水利用太陽光中的太赫茲特殊波段能量和來自天然礦物中銅、鐵、錳、鋅微量元素，大幅提升SOD蛋白酶的活性；同時使水中的OH-負離子濃度大幅提高，氧化還原電位可達-250mV，可以明顯抑制氧化酶的活性，清除體內自由基，從而起到降低，減慢皮膚衰老的過程。
無源太赫茲SOD美容水特點：pH6.5—7.5.0，此範圍有利於SOD蛋白酶活性穩定，在常溫下保存兩年酶活性維持在95%以上；其次具有較強的耐熱性，在90℃環境120分鐘酶活性幾乎沒有損失，100℃環境60分鐘酶活性保持90%以上；第三，分子量小，容易被人體皮膚吸收；太赫茲SOD美容水，不添加防腐劑與有害化學藥劑，只含有水與能夠穩定釋放太赫茲波的礦物質再構體，能夠讓肌膚再現含有半胱氨酸的硫磺結構，可以預防與緩解太陽暴曬等外因引起的肌膚炎症，和修復受損的肌膚。
節能減排
無源太赫茲汽車水（能夠釋放特屬於提升燃料燃效領域波長的太赫茲波段）是一種純天然、無毒、可以喝的具有汽車節油減排作用的高科技產品，這種水經過太陽光中的太赫茲波處理，使水的振動頻率與汽車引擎振動頻率一致，產生共振效應，使燃油分子“變小”，運動加快，從而達到燃油燃燒更充分，節油減排更明顯。
儲運保鮮
每年由於保鮮技術沒有解決好，致使到了嘴邊的產品因腐敗而浪費，損失巨大。市場上雖然採用“冷鏈”或“充氣抑氧”等技術來調整呼吸，從而達到“保鮮”目的，這樣鮮活產品的腐敗得到了有效抑制，保質期延長，但其“鮮味”卻被“保沒”了，同時需要巨大的投資，成本大幅提高，最終還是消費者買單。
無源太赫茲保鮮水（能夠釋放特屬於保險抑菌領域波長的太赫茲波段）是保鮮作用的高科技產品，這種水經過太陽光中的太赫茲波段處理，使水的PH值升高達12以上。研究證明使用無源太赫茲波保鮮水後由於高PH值能抑制腐敗菌生存而起到保鮮效果，抑菌有效率達到99.95%（國內檢測結果）以上，可以抑制呼吸酶的活性，降低或減慢物質的氧化速度，在常溫條件下其效果可以維持4星期以上。
公共衛生
如果環境中有臭味-具有強烈的刺激性惡臭味，嚴重影響人的心情和健康，同時也污染環境。常用的除臭方法主要有物理除臭和化學除臭；物理除臭是利用臭氣的物理性質，不改變臭氣的組成成分，只改變臭氣的局部濃度，或者說是相對濃度。常見的有吸附除臭劑、遮掩除臭劑等；化學除臭是利用氧化、還原分解、中和反應、加成反應、縮合反應、離子交換反應等化學方法將產生的惡臭物質變為無臭物質從而消除臭氣。
無源太赫茲除臭水（能夠釋放特屬於淨化除臭領域波長的太赫茲波段）能大幅提升分子運動活性，經過除臭設備霧化，形成霧狀，在空間擴散液滴的半徑≤0.04mm。液滴具有很大的比表面積和表面能，平均每摩爾約為幾十千卡，這個數量級的能量已是許多元素中鍵能的1/3-1/4。液滴的表面不僅能有效地吸咐空氣中的異味分子，同時也能使被吸附的異味分子的立體構型發生改變，削弱了異味分子中的化合鍵，使得異味分子的不穩定性增加，最後生成無味、無毒的物質。如硫化氫在除臭水的作用下反應生成硫酸根離子和水；氨在除臭水的作用下，生成氮氣和水，達到除臭的目的。
其他信息
序號 | 套用領域 | 簡介 |
1 | 衣 | ①提升服裝保暖性能 ②改善人體微循環 ③衍生內褲（緩解前列腺症狀）、內衣（改善腸胃）、帽子（改善精神面貌）等多個領域產品 |
2 | 食 | ①提升食品水分還原能力，使其不易變質腐敗 ②增加需低溫乾燥保存食品的抗酸化能力 ③有效驅除和抑制食品中害蟲的滋生 |
3 | 住 | ①消除住宅中的煙臭味，促進甲醛和VOC等有害氣體分解 ②促進土壤中殘留農藥、有機物、重金屬等降解 ③還原腐敗水體，使其活性化 |
4 | 行 | ①消除體內乳酸物質等致疲勞物質，加快恢復體力 ②有效減輕傷痛，加速運動損傷部位恢復 ③能夠提升汽車、輪船、飛機等發動機功效 |
科學解讀
《無源太赫茲》是“北京大學物理學叢書”第31種。人們對太赫茲輻射的初期研究主要集中於發展太赫茲技術；然後開始利用太赫茲輻射進行一些基礎科學研究；到了21世紀初則開始關注對太赫茲輻射套用的開發。隨著人們對太赫茲輻射認識的逐步深入，已經出版了幾本很好的圖書，但大多普遍採用了論文集的形式。《無源太赫茲》試圖採用參考書對太赫茲（尤其是脈衝太赫茲）領域的科學和技術作一總結，從理論、實踐的角度考察了太赫茲科學技術的發展和體系，闡述了當前太赫茲科學技術和套用的研究領域。
