Để hiểu rõ tại sao công nghệ nano bán dẫn phát ra được tia hồng ngoại xa bước sóng 8~14 micromet, và lợi thế của bước sóng này là gì?. Trước tiên chúng ta hãy đi tìm hiểu về nguyên lý nào để phát ra tia hồng ngoại xa:
1. Nguyên lý phát ra tia hồng ngoại xa của công nghệ nano bán dẫn
Công nghệ nano bán dẫn phát ra tia hồng ngoại xa (Far Infrared Rays - FIR) nhờ vào tính chất đặc biệt của vật liệu bán dẫn và cách chúng tương tác với năng lượng:
a. Cấu trúc vật liệu bán dẫn
Vật liệu bán dẫn có cấu trúc tinh thể độc đáo với khả năng chuyển đổi giữa trạng thái dẫn điện và cách điện khi chịu tác động của nhiệt độ hoặc năng lượng điện. Khi vật liệu được chế tạo ở kích thước nano, các đặc tính điện tử và quang học của nó có thể được điều chỉnh để phát ra năng lượng dưới dạng tia hồng ngoại xa.
b. Hiệu ứng bức xạ nhiệt
Khi chịu tác động của nhiệt độ hoặc năng lượng điện, các electron trong vật liệu bán dẫn dao động và phát ra năng lượng dưới dạng sóng điện từ. Ở một số vật liệu, năng lượng này tập trung chủ yếu trong dải bước sóng hồng ngoại xa (8-14 micromet) nhờ sự tương tác giữa dao động của các hạt mang điện (electron và lỗ trống) với năng lượng nhiệt.
c. Hiệu ứng cộng hưởng
Các vật liệu bán dẫn nano có thể được thiết kế để có tần số cộng hưởng phù hợp với dải hồng ngoại xa. Điều này giúp chúng hấp thụ năng lượng và phát ra các tia hồng ngoại ở bước sóng cụ thể (8-14 micromet).
2. Đặc điểm và lợi thế của bước sóng 8-14 micromet
a. Thâm nhập sâu vào cơ thể
Bước sóng 8-14 micromet nằm trong dải tia hồng ngoại xa, được biết đến với khả năng thâm nhập sâu vào các lớp mô của cơ thể người. Khi tia hồng ngoại xa đi vào cơ thể, nó có thể thâm nhập sâu từ 16 đến 30 cm vào da, kích thích các phân tử nước và tăng cường tuần hoàn máu. Điều này hỗ trợ cải thiện quá trình trao đổi chất và thúc đẩy phục hồi tự nhiên.
b. Kích thích tế bào và phân tử
Bước sóng này làm dao động các phân tử nước và liên kết phân tử trong tế bào, tạo nhiệt cục bộ, giãn nở mao mạch và tăng lưu lượng máu. Nhờ đó, các tế bào nhận được nhiều oxy và chất dinh dưỡng hơn, đồng thời quá trình đào thải độc tố được thúc đẩy.
3. An toàn và hiệu quả
Tia hồng ngoại xa trong dải bước sóng 8-14 micromet được cho là an toàn cho cơ thể con người và không gây hại, trái ngược với các loại tia bức xạ khác như tia cực tím hoặc tia X. Do đó, tia hồng ngoại xa trong khoảng 8-14 micromet là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng y học, trị liệu vật lý, và các ứng dụng chăm sóc sức khỏe.
4. Ứng dụng đa dạng
Với lợi ích sinh học vượt trội, bước sóng này được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe (máy trị liệu bằng hồng ngoại xa, thiết bị sưởi ấm cơ thể), trong y tế, tiết kiệm năng lượng, công nghiệp sưởi ấm và xử lý thực phẩm.
5. Kết luận
Công nghệ nano bán dẫn phát ra tia hồng ngoại xa ở bước sóng 8-14 micromet nhờ các đặc tính đặc biệt của vật liệu bán dẫn. Đây là dải bước sóng tối ưu cho sức khỏe, mang lại nhiều lợi ích như tăng cường tuần hoàn máu, kích thích trao đổi chất và hỗ trợ quá trình phục hồi tự nhiên. Vì vậy, công nghệ này đang trở thành một giải pháp quan trọng trong y học và nhiều lĩnh vực khác.