信息收集：紫外线与红外线的利用

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红外线和紫外线的运用
现如今，红外线和紫外线已逐渐深入生活。
例如红外线在家庭生活中已逐渐占据地位，所谓家电中红外线技术的应用，是指它通过特殊的设计将煤气燃烧所产生的热量转化为无焰燃烧红外线热所辐射传递，由于燃烧方式与传统机理上的革命，使红外线具有普通燃气灶所无可比拟的显著优势：高效节能，环保健康，洁净卫生，安全可靠。就像微波炉，微波炉又称微波烤箱，顾名思义，是一种利用微波辐射来加热食品的烤箱，在炉子的上方侧面装有磁电管，通电后产生微波，微波穿通食物，使食物内分子产生高温振荡、摩擦生热。微波炉比一般烤箱烹制更快捷，并带有温度调控系统和定时器。还有一种长波红外线，穿透皮肤的深度一般在0.05—1毫米，最多穿透3—5毫米，而短波红外线穿透力强，一般在1厘米。短波红外线如不加防护对人体的眼睛有伤害，可使晶体混浊，蛋白质变化。由于远红外线具有较好的热效应，会引起一系列的生理效应。如：1、改善人体微循环；2、提高免疫力，提高机体血液中吞噬细胞的吞噬功能，从而提高人体的免疫力和抗病能力；3、具有消炎、消肿的作用；4、有活血镇痛的作用；5、激活生物大分了的活性，活化组织细胞。就像现在市场上的中脉远弘保健内衣就是利用这个原理。
紫外线，实在光谱的紫端以外，它主要有化学作用和荧光作用，以及生理作用，在化学上它能起一些很专业的用，例如使颜料、涂料固化，还有光刻这都是利用紫外线来进行；在厨房、医院里，我们常常能够见到一种用来杀菌的灯，那就是利用紫外线的生理作用，紫外线的杀菌效果是非常强的，下图是紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000µW/cm2）；

在商场中常见的验钞灯，则是利用紫外线能使荧光物质发光，在钱票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线下识别这些标记，这是一种很有效的防伪标志。在夏季的时候我们都会涂上防晒霜，可是防晒霜为什么有的需要在出门前十几分钟涂呢？为什么大家感觉防晒霜很油呢？那么我们说防晒有两种，一种是化学防晒，涂上防晒霜后，和皮肤和空气发生化学反应，形成一层膜，去将紫外线吸收，这种会对皮肤有所损伤，所以我们要选择物理防晒，可以即搽即出门，是通过反射紫外线达到防晒效果，而为什么要防晒呢？因为在夏季阳光中紫外线中的uvb增强，很容易造成肌肤老化，晒伤，从而无法还原
随着科学技术的发展，红外线和紫外线家会有越来越多的新功能被发现，将会有更多红外线和紫外线设备制造出来为人们造福。

http://baike.baidu.com/view/598.htm

紫外线是电磁波谱中波长从0．01—0．40微米（可见光紫端到X射线间）辐射的总称，不能引起人们的视觉。

1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。

自然界的主要紫外线光源是太阳。太阳光透过大气层时波长短于米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧)，紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。

紫外线的分类
紫外线是波长为100~400nm的电磁波。它又分为：近紫外线UVA，远紫外线UVB和超短紫外线UVC。紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。紫外线的波长愈短，对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮，中波则可进入真皮。
UVA：能透射到真皮组织下面，导致皮肤松弛、皱纹涌现等恶果。还会使皮肤暗淡无光泽，令皮肤变黑。UVA一年四季都同样猛烈，不分季节时段。
UVB：会令皮肤变干，加速皮肤衰老。人体受UVB长时间辐射后会使皮肤黑色素细胞引起变异，也就是难以消除的太阳斑。但它很容易被云层和其他遮盖物挡住，比UVA穿透力要差。
UVC：UVC在到达地面前基本被臭氧层所吸收，对人体影响不大。
紫外线的应用其应用方面如下：

化学：涂料固化，颜料固化，光刻

生物学：灭菌

仪器分析：矿石，药物，食品分析

应用：人体保健照射，诱杀害虫，油烟氧化，光触酶（二氧化钛）

★化学－光化学

不饱和聚酯紫外线固化涂料

优点：干燥固化时间很短

没有挥发性溶剂，无公害

不需加热固化

涂料不用密封保存

★生物－灭菌

细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254～257nm。

细菌吸收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，
杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。

优点：快速

二次污染

紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率（辐射强度：30000µW/cm2）
杀灭对象 秒(S)*
细菌类 炭疽杆菌 0.3
破伤风杆菌 0.3
痢疾杆菌 1.5
大肠杆菌 0.4
葡萄球菌属 1.3
结核杆菌 0.4
病毒 流感病毒 0.3
脊髓灰质炎病毒 0.8
乙肝病毒 0.8
嗜菌胞病毒 0.2
霉菌孢子 黑曲霉 0.3-6.7
毛霉菌属 4.6
青霉菌属 0.9-3.0
水藻类 兰绿藻 10-40
线虫卵 3.4
绿藻 1.2
原生动物类 4.0-6.7
鱼类病 白斑病 2.7
感染性胰坏死 4
病毒性出血病 1.6

紫外线的危害
紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等；严重的还可引起皮肤癌。
紫外线作用于中枢神经系统，可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部，可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障，在焊接过程中产生的紫外线会使焊工患上电光性眼炎（可以治愈）。
虽然紫外线在一年四季都存在，冬季太阳光显得比较温和且北方多雾，但紫外线仅仅比夏天弱约20%，仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害，所以冬季仍需避免紫外线照射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以，即使是在寒冷的冬天，户外活动时也应涂抹隔离霜或防晒霜。当然，SPF指数在15就足够了。 如果是外出进行滑雪运动或在雪地里长时间停留时，最好还是戴上护眼镜，以防止紫外线和雪地强白光对眼睛的刺激。

近年来，大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层，破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示，1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少，在20年间臭氧层减少了14％。而臭氧层每递减1％，皮肤癌的发病率就会上升3％。目前，北京市气象局发布了北京市的紫外线指数，以帮助人们适当预防紫外线辐射。

北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱（0—2级）时对人体无太大影响，外出时戴上太阳帽即可；紫外线达到3—级时，外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜，并在身上涂上防晒霜，以避免皮肤受到太阳辐射的危害；当紫外线强度达到5—6级时，外出时必须在阴凉处行走；紫外线达7—9级时，在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳；当紫外线指数大于等于10时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。

仪器分析
一定强度和波长的紫外线，照射物质（部分物质需要加入荧光染料）时，会物质元素发出荧光(光致发光)，根据荧光的颜色，即可判断出该元素的含量。如铅，汞等重金属，农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。

★黑光灯（紫外线灯）诱虫
大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感，在晚上，点燃一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样。

★人体保健照射

280～320nm的紫外线称为保健紫外线。

照射皮肤后，使皮肤内的7－脱氢麦角胆固醇，转化为维生素D3和D2，防止佝偻病和职业病（矿工等）。

市面已有保健型紫外线灯供应。

★油烟氧化－光解氧化技术

用紫外光来改变其油脂的分子链，同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧，将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油烟中的有机物被光解氧化，异味也随之消除。

★光触酶（二氧化钛）

在建筑材料或家用电器材料表面加入（或涂覆）少量的纳米级二氧化钛粉末，在使用过程中，可以吸附挥发性有机物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外线照射后可分解这些有机物。

http://baike.baidu.com/view/1813.htm

【红外线的生理作用和治疗作用】

人体对红外线的反射和吸收

红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，用波长0.9微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60％；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40％。长波红外线（波长1.5微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达0.05～2毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长1.5微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。

红外线红斑

足够强度的红外线照射皮肤时，可出现红外线红斑，停止照射不久红斑即消失。大剂量红外线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉着，这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关。

红外线的治疗作用

红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下，组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时，改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性，有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时，改善组织营养，消除肉芽水肿，促进肉芽生长，加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤，促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连，促进瘢痕软化，减轻瘢痕挛缩等。

红外线对眼的作用

由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收较强，因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引起白内障。白内障的产生与短波红外线的作用有关；波长大于1.5微米的红外线不引起白内障。

光浴对机体的作用

光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气。光浴时，可使较大面积，甚至全身出汗，从而减轻肾脏的负担，并可改善肾脏的血液循环，有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加，轻度核左移；加强免疫力。局部浴可改善神经和肌肉的血液供应和营养，因而可促进其功能恢复正常。全身光浴可明显地影响体内的代谢过程，增加全身热调节的负担；对植物神经系统和心血管系统也有一定影响。

【设备与治疗方法】

红外线光源

1. 红外线辐射器

将电阻丝缠在瓷棒上，通电后电阻丝产热，使罩在电阻丝外的碳棒温度升高（一般不超过500℃），发射长波红外线为主。

红外线辐射器有立地式和手提式两种。立地式红外线辐射器的功率可达600～1000瓦或更大。

近年我国一些地区制成远红外辐射器供医用，例如有用高硅氧为元件，制成远红外辐射器。

2. 白炽灯

在医疗中广泛应用各种不同功率的白炽灯泡做为红外线光源。灯泡内的钨丝通电后温度可达2000～2500℃。

白炽灯用于光疗时有以下几种形式：

立地式白炽灯：用功率为250～1000W的白炽灯泡，在反射罩间装一金属网，以为防护。立地式白炽灯，通常称为太阳灯。

手提式白炽灯：用较小功率（多为200W以下）的白炽灯泡，安在一个小的反射罩内，反射罩固定在小的支架上。

3. 光浴装置

可分局部或全身照射用二种。根据光浴箱的大小不同，在箱内安装40～60W的灯泡6～30个不等。光浴箱呈半圆形，箱内固定灯泡的部位可加小的金属反射罩。全身光浴箱应附温度计，以便观察箱内温度，随时调节。

红外线治疗的操作方法

1. 患者取适当体位，裸露照射部位。

2. 检查照射部位对温热感是否正常。

3.将灯移至照射部位的上方或侧方，距离一般如下：

功率500W以上，灯距应在50～60cm以上；功率250～300W，灯距在30～40cm；功率200W以下，灯距在20cm左右。

4.应用局部或全身光浴时，光浴箱的两端需用布单遮盖。通电后3～5分钟，应询问患者的温热感是否适宜；光浴箱内的温度应保持在40～50℃。

5. 每次照射15～30分钟，每日1～2次，15～20次为一疗程。

6.治疗结束时，将照射部位的汗液擦干，患者应在室内休息10～15分钟后方可外出。

[附]注意事项

（1）治疗时患者不得移动体位，以防止烫伤。

（2）照射过程中如有感觉过热、心慌、头晕等反应时，需立即告知工作人员。

（3）照射部位接近眼或光线可射及眼时，应用纱布遮盖双眼。

（4）患部有温热感觉障碍或照射新鲜的瘢痕部位、植皮部位时，应用小剂量，并密切观察局部反应，以免发生灼伤。

（5）血循障碍部位，较明显的毛细血管或血管扩张部位一般不用红外线照射。

照射方式的选择和照射剂量

1. 不同照射方式的选择

红外线照射主要用于局部治疗，在个别情况下，如小儿全身紫外线照射时也可配合应用红外线做全身照射。局部照射如需热作用较深，则优先选用白炽灯（即太阳灯）。治疗慢性风湿性关节炎可用局部光浴；治疗多发性末梢神经炎可用全身光浴。

2. 照射剂量 决定红外线治疗剂量的大小，主要根据病变的特点、部位、患者年龄及机体的功能状态等。红外线照射时患者有舒适的温热感，皮肤可出现淡红色均匀的红斑，如出现大理石状的红斑则为过热表现。皮温以不超过45℃为准，否则可致烫伤。

主要适应症和禁忌症

（一）适应症

风湿性关节炎，慢性支气管炎，胸膜炎，慢性胃炎，慢性肠炎，神经根炎，神经炎，多发性末梢神经炎，痉挛性麻痹、弛缓性麻痹，周围神经外伤，软组织外伤，慢性伤口，冻伤，烧伤创面，褥疮，慢性淋巴结炎，慢性静脉炎，注射后硬结，术后粘连，瘢痕挛缩，产后缺乳，乳头裂，外阴炎，慢性盆腔炎，湿疹，神经性皮炎，皮肤溃疡等。

（二）禁忌证

有出血倾向，高热，活动性肺结核，重度动脉硬化，闭塞性脉管炎等。

[附]处方举例

（1）红外线照射双膝关节：灯距40cm，30分钟，每日一次，7次。适应症：慢性风湿性关节炎

（2）红外线照射右侧胸廓（下半部）灯距50cm，20分钟，每日一次，8次。适应症：右侧干性胸膜炎

(3) 太阳灯照射腰骶部：灯距40cm，20～30分钟，每日一次，6次。适应症：腰骶神经根炎

（4）全身光浴：箱内温度40～45℃，20～30分钟，每日一次，8次。适应症：多发性末梢神经炎

（5）左小腿局部光浴：20～30分钟，每日一次，8次。适应症：左侧腓总神经外伤

红外线污染

红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛，因此红外线污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射，对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害，其情况与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。红外线对眼的伤害有几种不同情况,波长为7500～13000埃的红外线对眼角膜的透过率较高，可造成眼底视网膜的伤害。尤其是11000埃附近的红外线,可使眼的前部介质(角膜晶体等)不受损害而直接造成眼底视网膜烧伤。波长19000埃以上的红外线,几乎全部被角膜吸收,会造成角膜烧伤（混浊、白斑）。波长大于 14000埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收,透不到虹膜。只是13000埃以下的红外线才能透到虹膜，造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内障。

红外线可以人为制造,自然界中也广泛存在,在焊接过程中也会产生，危害焊工眼部健康；一般的生物都会辐射出红外线,体现出来的宏观效应就是热度。
我们知道,热产生的原因,是组成物质的粒子做不规则运动.这个运动同时也辐射出电磁波,这些电磁波大部分都是红外线。

1.太阳光到了晚上的确是几乎没有了,但是地球上的物质都会辐射红外线,有的强烈有的平静.红外线照相是通过接收各种物质发出的红外线,再把他们展现出来,但是其本身不是通过发出红外线来照相的。

2.红外线透视和夜视是分别利用了红外线的不同性质.前面的夜视是因为人的肉眼不能看见红外线,而特殊设计的照相机和夜视仪却专门接受红外线.所以会出现我们觉得一片漆黑,相机却能拍到东西.因为实际上到处都是红外线,对于红外照相机和夜视仪来讲是一片光明。
透视则是利用红外线的波长比可见光要长,可以穿过一些可见光不能通过的面料(比如混棉和尼龙),所以通过一定的选择滤波,可以得到这些面料后面的图像。

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遥控器、微波炉用红外线

紫外线消毒灯

夜视仪————探测人体热量，红外线成像
测距仪————以红外线作为载波的一种测量距离的精密仪器
理疗机————使用远红外线的热效应治疗
热寻的导弹——跟踪飞机尾部热量的导弹，著名的美国响尾蛇

化学：涂料固化，颜料固化，光刻

生物学：灭菌

仪器分析：矿石，药物，食品分析

应用：人体保健照射，诱杀害虫，油烟氧化，光触酶（二氧化钛）

紫外线的保健作用

过度接触紫外线，会烧伤皮肤，或引起老年性白内障，甚至引起皮肤癌等。但适量的紫外线对人体却有许多好处：

杀菌消毒人体的表皮中分布着一种基底细胞，这种细胞含有“黑色素原” 是一种酪氨酸物质 ，在紫外线的作用下，“黑色素原”变为黑色，沉着于被晒的皮肤表面，使皮肤呈均匀的黑褐色。这就是日光晒黑皮肤的重要原因。这种沉着的色素可吸收较多的光能，迅速转变为热能，并刺激汗腺分泌而散热。晒太阳能杀死皮肤上的细菌，预防疖疮、毛囊炎等皮肤病。室内常进阳光，勤晒被褥，可减少疾病的传播。

促进钙磷代谢人体皮肤中含有固醇类物质，这种物质经阳光中的紫外线照射可变为维生素D。维生素D进人血液后改善钙、磷的代谢，有抗佝偻病、骨软化和老年骨质疏松的作用。

增强机体的免疫能力阳光中紫外线的照射，能刺激机体的造血机能，使红血球的数量增多，血色素增加，改善红细胞质量，改善肌肉的活动状态，还能降低血压、血糖、胆固醇、增加机体免疫能力，促进机体细胞吸氧能力和新陈代谢，减轻气喘病和关节疼痛，舒筋活血，增强体质。

那么，应在什么时间接受紫外线？盛夏时11－17时不宜接受阳光晒，因为这段时间红外线太强，一般能达到每分钟每立方米1.5卡以上，所产生的温度是37℃－45℃。春秋季节7－10点，或15－16点，这段时间，阳光中紫外线强，红外线弱。

紫外线对人体的伤害

在炎热的夏季，太阳光所含有的紫外线对人体的照射是难以避免的。过量的日光紫外线照射可对人体的皮肤、眼睛、免疫系统等造成伤害。紫外线能破坏人体皮肤细胞，导致皱纹、色斑，使皮肤未老先衰，严重时产生日光性皮炎及晒伤，或皮肤和黏膜的日光性角化症，引起癌变。眼睛是紫外线的敏感器官，紫外线能对晶状体造成损伤，是老年性白内障致病因素之一。

在骄阳似火的夏季，上午10时至下午3时，阳光中的紫外线强度最强，室外活动应避开这段时间，以免紫外线对人体的伤害，即使需要在这段时间户外活动，也不要忘记撑遮阳伞，戴遮阳帽或遮阳镜，使用有正规厂家生产的护肤素和防晒霜，并尽量着白色或浅色衣服，以减轻紫外线照射，对人体造成不必要的损伤。

虽然紫外线过量对人体造成伤害，但人体的健康成长又离不开紫外线。皮肤中7-脱氢胆固醇经光照射转变成维生素D3，维生素D3对维持人体细胞内外钙离子浓度，调节钙磷代谢具有重要的生理功能。在日照不足的国家，婴幼儿的佝偻病和成人的骨质软化和骨质疏松症的发病多，婴儿的茁壮成长离不开适量的日光浴，人体需要适量的紫外线，因此，适量的光照还是必要的。
红外线(Infrared rays)是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射(Infrared radiation)。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。近年来，由于检测设备的完善及研究的深入，人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识，获得了许多进展。红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中，与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现。本文在此主要对红外线的生物学效应机理及其临床应用研究的现况进行介绍。
一、红外线生物学效应的机理
红外线是一种电磁波，当它通过放射方式辐射到物体时，被物体吸收的辐射能传递给物体内的原子、分子等粒子，使这些粒子发生不规则运动，引起物体的升温作用，称为远红外线的一次效应，也称为增温效应。产生一次效应的同时，物体也随之发生其他的化学、物理等改变，这称之为物体吸收远红外线辐射后产生的二次效应，也称为继发效应。
红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力。外界红外线辐射人体产生的一次效应可以使皮肤和皮下组织的温度相应增高，促进血液的循环和新陈代谢，促进人的健康[1] 。红外线理疗对组织产生的热作用、消炎作用及促进再生作用已为临床所肯定，通常治疗均采用对病变部位直接照射。近红外微量照射治疗对微循环的改善效果显著,尤以微血流状态改善明显。表现为辐照后毛细血管血流速度加快,红细胞聚集现象减少,乳头下静脉丛淤血现象减轻或消失,从而对改善机体组织、重要脏器的营养、代谢、修复及功能有积极作用[2]。
红外线对人体产生二次效应的机理目前尚未完全清楚。
有学者认为远红外线可对细胞产生共振作用，主要是引起细胞内外水分子的振动，使细胞活化，发生一系列有益于健康的细胞生物化学及细胞组织化学改变[1]。也有人认为波长8～14微米的远红外线可称为“生命光线”，能够显著改善人体微循环。它作用于人体水分子时可对人体内老化了的大分子团产生共振使之裂化，重新组合成较小的水分子团，在这个过程中，吸附在老化的分子团表面的污染物质得以去除，水的比重上升，附着于细胞膜表面的水分子增加，增强了细胞的活性和表面张力。由于渗透细胞膜的水分子增加，细胞内钙离子活性加强，因此增强了人体细胞的正常机能，使杀菌能力、免疫能力等均有所提高。此外，生命光线还可以使血液中不饱和脂肪酸的二重键或三重键被切断，饱和脂肪酸不容易再被氧化成血脂[过氧化脂质]，减少了血管内脂质的沉积，使血管壁光滑，从而减少动脉硬化、白内障等心血管疾病或眼科疾病的发生，对人体健康起着良好的促进功效[3]。
庞小峰研究了由ATP 分子水解释放的生物能量传递的机制和特点，认为红外线对生物(包括人)所具有的生物效应和医学功能主要来自红外线的非热生物效应。1～7μm 的红外线波可以透射过皮肤到细胞上,被蛋白质分子吸收。蛋白质分子能够而且也只能吸收或发射出1～3.5μm 和5～7μm 波长 的红外线，这一范围波长的红外线吸收后能导致蛋白质分子中的酰胺键的量子振动,从而可使生物能量顺利地从一处传递到另一处,使生命体处于正常状态,保持生命体的生长、发育及健康。维持生命系统正常运行的生物能量是由ATP 的水解提供的,但是,一旦ATP 分子或ATP 酶(ATP 的水解需要酶的参与) 或水不足,或者蛋白质的结构和构象改变或畸变等等原因,便可使提供的生物能量不足以引起酰胺键的正常振动或生物能量不能正常传递. 生物组织在得不到足够能量时,便不能正常生长,会诱发出各种疾病. 在这种情况下,若能用具有上述波长的红外线照射,并能被蛋白质吸收,就可以使蛋白质分子恢复正常和正常传递生物能量,从而可能使生物组织从病态恢复到正常状态,使疾病得到治疗. 在红外线医疗仪的临床试验中也证明,对生物体或人有一定医疗效果的红外线也正好是在此波长范围内, 即0.8～1.6μm 和4.8～7μm[4]。
红外线对机体免疫功能影响的研究还处于刚起步状态，在各波段的红外线中以中波红外线更易作用于免疫细胞,促进其生物学功能。红外线的作用除与其波长有关外, 还与其发射的光子数目有关, 即与辐射强度和辐射时间有关, 过量的红外线辐射还可能对机体造成不良的影响, 其详细机制有待进一步阐明。曹志然等认为红外线照射对机体免疫系统具有间接作用和直接作用。间接作用是指红外线辐射可调节机体其它系统如神经系统和内分泌系统的状态, 从而达到调节免疫系统的目的。直接作用是指红外线被机体吸收后能增强免疫细胞和免疫器官周围的生物场, 使其活性及相互调控作用增强,红外光子可直接作用于免疫细胞的受激点, 这些受激点包括免疫细胞表面的受体(如T 细胞表面的PHA-R, TCR, L-2R 等) 和一些酶类, 从而激活细胞, 使细胞增殖和分化 [5]。毛文等推测其作用机理在于红外线可能激活组织深部感受器,其生理生化效应一方面通过神经—体液反射途径,另一方面可能通过目前尚未十分了解的经络传导途径,对生物大分子、细胞及脏器的活动产生了积极的影响,从而有整体良性效应[2]。
二、红外线对人体可能造成的不利影响
热辐射又称红外辐射,钢铁冶金企业高温作业环境的主要特点是强热辐射性高温。特别是在钢铁冶炼、红钢热轧和中型烧结机,是典型的红外热辐射接触作业。波长0.8～1.2μm的短波红外线可透过角膜进入眼球、房水、虹膜、晶状体和玻璃体液吸收一部分红外线而导致白内障,称之为“红外线白内障”,国内外均首先见于玻璃工、钢铁冶炼工人。曹多志等发现铁冶金各炉前作业热辐射危害仍十分严重,随作业工龄增加视力有明显下降趋势,晶体混浊检出率达9.46% ,并发现与热源距离及本岗位工龄有关[6]。有研究也指出紫外线(UVR) 和红外线( IFR) 对眼及皮肤的损伤是电焊作业职业损害的一个重要方面，电焊作业时的紫外线和红外线可引起角膜和晶体损伤[7]。
太阳光中的红外线对皮肤的损害作用不同于紫外线。紫外线主要引起光化学反应和光免疫学反应, 而红外线照射所产生的反应是由于分子振动和温度升高所引起的。红外线引起的热辐射对皮肤的穿透力超过紫外线。其辐射量的25%～65% 能到达表皮和真皮, 8%～17% 能到达皮下组织。红外线通过其热辐射效应使使皮肤温度升高, 毛细血管扩张, 充血, 增加表皮水分蒸发等直接对皮肤造成的不良影响。其主要表现为红色丘疹、皮肤过早衰老和色素紊乱。皮肤温度升高, 毛细血管扩张充血, 增加表皮水分蒸发等直接对皮肤造成不良影响。
红外线还能够增强紫外线对皮肤的损害作用, 加速皮肤衰老过程。使用同样的防晒产品和同样能量的紫外线强度下, 在户外自然阳光下所测到的SPF 值(防晒系数)明显低于在实验室人工光源下所测得的防晒效能，这是由于在自然阳光下, 皮肤受到紫外线和红外线的双重作用而引起的。红外线和紫外线在加速组织变性中的作用是一样的。红外线也能促进紫外线引起的皮肤癌的发展[8]。
三、红外线生物学效应的临床应用研究
红外线可被体表浅表组织吸收, 有显著干燥脱水作用, 使局部组织血液循环加快, 起到消炎镇痛作用。临床上采用局部外用红花油加远红外线照射来治疗褥疮,发现疗效好且见效快[9]。利用远红外线对带状疱疹进行治疗，结果止痛、止疱和结痴时间均短于对照组[10]。有实验表明，生物陶瓷远红外线对烧伤治疗具有显著疗效。对损伤疼痛的治疗，以慢性软组织损伤疗效最好[11]。临床护理观察发现，在传统的纺织品材料中加入超细陶瓷微粒制成的远红外线护具如护腰、护膝、护肘、护腕、颈围等，在消炎、消肿、活血、止痛、通经活络、改善微循环方面有显著效果。比硫酸镁湿热敷、热水袋热敷及药物封闭等方法效果好，同时可以避免因封闭给病人带来的痛苦[12]。新生儿红臀和溃疡以往多采用外用消毒药物洗涤及保持干燥等方法加以防治，疗效差且易复发。采用远红外线辐射加温床对红臀和臀部溃疡患儿进行治疗，治疗组和对照组相比，平均治愈时间缩短，有效率更高[13]。新生儿硬肿症治疗中的复温问题是治疗能否成功的重要环节，过去采用普通暖箱逐渐复温效果较差，现在采用远红外线快速复温后患儿病死率明显下降，抢救成功率显著提高[14]。
皮瓣坏死是整形外科等临床上常见的术后并发症, 主要是因为微循环障碍，目前尚无理想的防治办法。姜平等通过活体直接观察大鼠背部随意皮瓣的微循环变化,探讨了2.5～15μm 波段的远红外线对皮瓣成活的影响。发现远红外线局部辐射具有类似于血管扩张剂的生物学作用，能改善微循环提高皮瓣成活率,且在治疗剂量范围内无明显副作用[15]。
日本有学者报道使用直线偏振光红外线治疗多种类型的斑秃有明显疗效[16]。
直线偏振光近红外线用于风湿性关节炎引起的颞下颌关节痛治疗疗程短、疗效好[17]。变形性关节炎采用点式直线偏振光近红外线治疗仪照射治疗和传统的局部神经阻滞治疗相比较, 虽然近红外线组治疗次数多于传统神经阻滞组, 但治疗范围广,可避免局部神经阻滞治疗给病人带来的痛苦,显效率较高,作用持久不易复发。其机理可能为光照起到光电能的刺激作用,电磁波作用及光化学作用,因而能抑制神经的兴奋、松弛肌肉、舒张血管、增加血流,促进淋巴循环,促进活性因子的产生,从而起到治疗作用[18]。
有人对66例心脑血管病人经低温激发远红外线治疗前后的血液粘度进行观察，发现低温激发远红外线具有以低温热功率效应为主的广泛的生物学效应，能降低心脑血管疾病患者的血液粘度、防止血栓形成，改善微循环，减轻胸闷、心悸、头昏、麻木等症状[19]。
近红外线治疗对CAH 患者免疫功能有一定调节作用,患者SG、IgG、γ-球蛋白下降,ANA、RF转阴, SA、CH50、C3上升, 体液免疫有正常化趋向[20]。红外线辐射还能促进Con-A 诱生产生L-2 的作用,显著提高大鼠脾细胞的ADCC 效应，使小鼠对PHA 刺激的T淋巴细胞转化率增高, 脾指数增大,提高小鼠外周血中淋巴细胞的数目和脾内巨噬细胞的数目[5]，对机体自由基代谢及N K 细胞活性也有良好影响[2]。
应用红外线照射膀胱区治疗尿潴留和其它药物疗法相比,产妇无痛苦, 不增加产后出血量, 易被产妇接受。红外线作用于皮肤后, 被吸收的能量转化为热能引起皮温升高, 刺激皮肤内热感受器, 通过丘脑反射使血管平滑肌松弛, 血管扩张, 血循环加强, 促使渗出液吸收, 利于炎肿消退, 减轻肌肉的紧张和痉挛, 因而对尿潴留治疗效果明显 [21]。
盖启凤等用波长2～25μm的远红外线照射下腹部压痛区(包括气海、关元、带脉等穴位)来治疗盆腔炎性包块，患者62 例,均经妇产科临床检查与B超确诊,均有下腹部疼痛及压痛,妇科检查均触到囊性包块，痊愈显效率88.6 % ,总有效率96.6 %。采用远红外线照射治疗盆腔炎性包块可以增加局部的微循环功能,增强白细胞的游走和吞噬能力,促进炎症吸收[22]。
有人采用远红外线照射治疗小儿肠痉挛208 例,发现其疗效明显优于药物治疗, 且简便易行, 无副作用, 儿童乐于接受[23]。
红外辐射对糖尿病兔的高血糖症有明显的缓解作用,其代谢调节机制为对环核苷酸环化酶(AC) 活性抑制的同时激活磷酸二酯酶(PDE)活性,使环磷酸腺苷(cAMP)合成受阻而水解加速,cAMP 水平下降，血糖随之降低[24]。
有人通过体内实验探讨了远红外线对荷瘤鼠S180大脑内源性鸦片类物质的影响，发现应用中远红外线治疗各组大脑β—内啡肽、亮氨酸脑啡肽含量明显增加。脑啡肽能中间神经元被认为能与痛觉传入轴突形成轴—轴突触，能产生有力的抑痛作用。这为临床上应用中远红外线治疗和减轻肿瘤患者疼痛和缓解带状疱疹、肢体疼痛提供了理论依据[25]。
在许多疾病状态下，由于活性氧产生过度或抗氧化酶类活性降低，可引起脂质过氧化反应损伤细胞膜并进而导致了细胞死亡。有资料表明，肿瘤宿主清除自由基的能力降低，表明天然抗氧化剂的抗氧化酶不足。滕艳杰等通过体内实验，探讨了中远红外线治疗对荷瘤鼠肝脏自由基代谢的变化，发现应用中运红外线治疗，肝脏SOD、GSH-Px活性明显升高，MDA含量明显降低。MDA是双键脂肪酸过氧化产物，它的含量反应了脂质过氧化物的浓度。中远红外线由于活化细胞而使荷瘤鼠肝脏组织MDA含量明显减少，肝脏SOD和GSH—Px活力明显升高，从而使肿瘤宿主清除自由基的能力增强，抑制肿瘤细胞的生长、增殖[26]。
微量元素在体内生物化学过程中起着十分重要的作用。它们作为机体多种物质的重要组成部分、与机体生长发育、心脑血管疾病、免疫功能、机体衰老等有着十分密切的关系，然而对各种疾病引起的微量元素的过多或减少，目前尚无肯定的治疗方法。王建杰等研究了全科广谱治疗仪照射对小鼠肝脏微量元素的影响，发现峰值波长7～10μm的中远红外线照射对微量元素的失衡能够进行双向调节，对于正常含量也可促进其吸收，起到很好的防病、治病、保健作用