文/沉舟舟
太赫茲技術(shù),在兩個圈子里比較有名:一是科研圈,二是保健品販子的朋友圈。因為名字聽著“高大上”,所以也成了保健品騙局的新寵之一。太赫茲細胞熱療儀、太赫茲能量鞋、太赫茲手鏈……功效神奇,治病抗癌,美白延壽,簡直是一件件極品修仙神器。
有些太赫茲商品簡介除了將其功效吹得神乎其神,還不忘煞有介事地進行一番科普,也許跳廣場舞的大媽、下象棋的大爺都比你更懂太赫茲波。
太赫茲波介于微波與紅外波之間,是宏觀電子學與微觀光子學研究的交叉領(lǐng)域。太赫茲波早期有多個“小名”,在光學領(lǐng)域被稱為“遠紅外波”,而在電子學領(lǐng)域則稱其為“亞毫米波”“超微波”等,直到1974年,科學家弗萊明才將它正式命名為“太赫茲波”。
早在一百多年前就有人探索過太赫茲波,但由于其技術(shù)的早期研究受制于太赫茲源及功能器件缺乏,發(fā)展十分緩慢。而到了20世紀80年代中期,隨著半導體技術(shù)、激光技術(shù)的日益成熟,特別是飛秒激光技術(shù)的發(fā)展,使得太赫茲波激發(fā)光源與探測器的設(shè)計制造不再困難,太赫茲技術(shù)從此得以迅猛發(fā)展。
從20世紀90年代中期開始,以美國為首的國家在太赫茲技術(shù)研究項目中相繼投入大量資金,而我國則起步相對較晚。2005年有20多位院士參加的第270次香山科學會議上,專題研討了如何在中國發(fā)展太赫茲科學技術(shù),這標志著中國太赫茲研究戰(zhàn)略的啟動。值得慶幸的是,雖然我國起步晚了近十年,但從目前看來與國外總體差距還不是很大。
那么,被美國麻省理工大學評為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一的太赫茲技術(shù),到底有什么神奇之處,讓各國不惜花重金爭相研究呢?
太赫茲波的光子能量極小,當其與生物組織中的分子相互作用時,不會像X射線一樣產(chǎn)生對生物組織有害的光致電離,并且太赫茲波具有高穿透性,能穿透大部分干燥的非極性材料,對于可見光很難透過的布料、陶瓷等,太赫茲波能低損耗地輕松通過,特別適合對人體或其他生物組織的無損檢測。
針對這些特性,國內(nèi)外研究團隊研發(fā)出了各式各樣的太赫茲人體安檢儀。相比傳統(tǒng)的金屬安檢儀,太赫茲人體安檢儀不僅能夠探測金屬,還可以檢測陶瓷、粉末、布料、膠體,約3秒即可完成一次檢測,而且是非接觸式的,不顯示任何身體特征,能夠充分保護被檢者的隱私。
太赫茲波對非極性材料有著很好的穿透性,不過它也有“克星”,那就是水以及其他高極性分子。太赫茲波能夠被水強吸收,這看似是致命的缺點,卻被機智的科研人員用在了生物、醫(yī)療成像技術(shù)上。在太赫茲成像過程中,正常組織與病變組織含水量的差異能夠直觀地在圖像中看出來,因而可用來加強對許多病理狀況,如牙病、骨關(guān)節(jié)炎、癌癥等的早期發(fā)現(xiàn)。
太赫茲波段包含了豐富的物理和化學信息。大多極性分子和生物大分子的振動或轉(zhuǎn)動能級躍遷都處在太赫茲波段,不同物質(zhì)在太赫茲波段具有不同的特征吸收光譜?;诖颂匦缘奶掌澒庾V成像技術(shù),能夠分辨物體的外形,鑒別物體的組分,分析物體的物理化學性質(zhì),可進一步為緝毒排爆、環(huán)境問題防治等提供相關(guān)的理論依據(jù)和探測技術(shù)。
太赫茲波的單個脈沖一般包含幾十個太赫茲的帶寬,這就意味著在單位時間內(nèi)可以承載海量的信息,因此太赫茲技術(shù)是實現(xiàn)6G通信的潛在技術(shù)。
太赫茲波除了這些優(yōu)異特性之外,在生物醫(yī)學領(lǐng)域,也有團隊研究強太赫茲輻射源產(chǎn)生的生物效應(yīng),當太赫茲波輻照劑量足夠大時將導致生物組織升溫、急性炎癥反應(yīng)或腫瘤消融,也就是說強太赫茲波在未來或能用以治療疾病但同時也能導致細胞損傷,其安全防范標準還有待研究。不過不用擔心,強太赫茲輻射源還處于實驗室研究階段,能接觸到的人體安檢儀都是低輻照強度、人畜無害;而且一款成熟的醫(yī)療產(chǎn)品至少要經(jīng)過設(shè)計開發(fā)、注冊檢測、臨床試驗、注冊申報、生產(chǎn)許可申請等漫長的零收益過程,即使有太赫茲醫(yī)療產(chǎn)品,其高昂的研發(fā)成本根本不允許價格親民,因此目前在普通消費渠道或平臺能買到的太赫茲保健品基本上是不良商販為牟利而設(shè)的騙局。
太赫茲作為一項前沿科技正逐步從實驗室走進現(xiàn)實生活,但考慮到其價格與功能,現(xiàn)在還不能也沒有必要實現(xiàn)人手一臺太赫茲設(shè)備,所以別再給虛假宣傳太赫茲小商品的販子打錢交“智商稅”了。