生物用電致演化輻射器的製作方法

2024-01-28 05:17:15

專利名稱：生物用電致演化輻射器的製作方法
(一)本發明全稱為「生物用電致演化輻射器」，英文縮寫為EEL。
(二)本發明屬於電致輻射技術領域。
(三)對本發明的理解、檢索、審查最相關的現有技術，是近十多年來出現的非線性電子技術。回顧非線性振蕩的研究史(參見Kennedy M.P.，Chua L.O.，IEEE Trans.Circuits and Systems，33(1986)974)，我們可以知道，雖然早在1972年荷蘭無線電工程師Vander Pol等在三極體振蕩電路中就已看到「不規則的」現象，但由於當時技術不夠發達，沒有對這種分叉一混沌現象給以重視。重要的倍周期分叉現象也直到1978年才由美國物理學家Feigenbaum發現(參見M.J.Feigenbanm，J.Stat.Phys.，19，25(1978)；21，699(1979))。1979年3位蘇聯學者提出了修正的Vander Pol振蕩器，發現了複雜輸出(參見Zongh.G.O.，Ayrom F.，Int.J.Cricuit Theory Appl.，13(1985)93；程極泰，《自然雜誌》，12(1989)668；Matsumoto T.et.al.，IEEE Trans.Clrcuits and Systems，32(1985)797)，1981年P.S.Linsay對含變容二極體的RLC振蕩電路(附圖1)進行實驗研究(Tand Y.S.et al.，IEEE Trans，Circuits.and Systems，30(1083)，620)。此二極體的電容隨電壓變化的規律是C＝C0(1＋βV)γ，其中C0，β和γ是常數。當訊號發生器的輸出電頻較低時，RLC迴路響應就是線性的，有一確定共振頻率v。將發生器調到此頻率上，以訊號電壓V為控制參量。當V增至閾值V1時，突然有二分頻v/2……，當V增至閾值Vn時，突然有2n分頻v/2n，這些閾值Vn按Feigenbaum普適常數δ收斂。實驗結果與理論預計值比較列於表1。1984年L.O.Chua設計-3階非線性自治電路(Chua L.O.，et al.，Int.J.Circuit Theory Appl.，14(1986)315)，此電路可與Lorenz混沌模型相比。1986年黃安山在Chua電路中發現「周期—混沌—周期加(減)1律」，繼而又在該電路中找到了混沌消失時的邊界(黃安山，《電子學報》，18，2(1990)121)。實際上，在其他3階自治電路，例如仿Chua電路、雙迴路3階自治電路中，都存在著相同現象。特別是在仿Chua電路中遵循著一條完美的規律從平衡點開始Hopf分叉由倍周期進入混沌，然後從周期2開始經倍周期進入混沌，再後從周期3開始……(參見Chua.L.O.，Madan R.N.，IEEE.Circuits and Devices Magazine，1(1988)3)。
對本發明的理解、檢索、審查有參考作用的另一項現有技術，是電致發光技術(參見J.I.Pankove，Electroluminescence，Spinger-Verlag，Berlin，Heidelberg，New York，1977)。1923年蘇聯O.羅雪夫曾觀察到，作為檢波器用的SiC晶體通電時，從電極與晶體接觸處發出光來。這一現象的研究停滯不前，到60年代才在固體理論和半導體技術發展的基礎上發現PN結髮先。本徵型EL自從1936年被法國科學家G.德斯特裡奧發現後，由於未能突破亮度低、壽命短的缺點，其應用受到很大限制；直到近十多年來，情況又有新的變化，壽命提高達1萬小時，加以直流粉末EL(DC-EL)材料的問世以及交流薄膜EL(ACTF-EL)板的研製成功才又使EL研究進入新的興盛時期。
對發明的理解、檢索、審查有參考作用的第三項現有技術，是TDP技術。TDP紅外輻射，是由經過特別選定的與生物體相關的多種物質及其不同存在狀態的組合，在一定溫度場下，發射出的0.2～50μm的電磁波(參見譚輝玲等，《重慶大學學報》，8(1988)59；譚輝玲、色莫代，《生物化學與生物物理進展》，3(1989)211；譚輝玲，《自然雜誌》，11(1988)76)。TDP已廣泛應用於臨床醫學、農業、畜牧獸醫、釀酒等領域。
(四)本人發明「生物用電致演化輻射器(EEL)」的目的，是通過引入非線性電路系統，將紅外輻射燈(TDP)技術與電致輻射技術結合起來，以產生比TDP性能更好、效率更高、壽命更長、更適用於生物組織的輻射器。
現有TDP技術主要屬於熱輻射技術領域。使用一定時期後，TDP的生物效應顯著下降，最後失效。據嶽清泉教授研究(參見譚輝玲，《自然雜誌》，13(1990)507)，大致每使用100小時它的生物效應有效性下降3～4％。經發射光譜和原子吸收光譜分析，發現TDP材料中K、Mg、Cu、Ca、Zn等元素含量隨使用時間延長而下降。喇曼光譜分析結果表明它的喇曼活性弱，僅在555cm-1有一弱峰帶，失效材料則下降為一平坦包。
生物體是一種複雜的自組織系統，生物的生長是一種非平衡的演變過程。對生物體這樣的複雜系統，僅靠某些微量元素效應起作用是不夠的。對生物生長這樣的複雜過程，僅靠簡單的熱輻照效應也是很不夠的。
本發明人認為，不論在正常生長中，還是在變異中，或是在病變中，生物體的輻射與吸收都具有複雜的演變性質。對生物起有效作用的儀器應當與非線性電子技術有關。正是基於這種設想、本人發明了以非線性電路為基礎的電致演化輻射器(EEL)，以期綜合利用電致輻射效應和TDP效應，更有利於生物的生長和健康。
(五)本發明首先將TDP改為電致輻射器，即是說，將表面有紅外輻射材料燒結層的鋼板改為由交流薄膜EL板構成的電致發光盒，進而將RLC振蕩電路引入電致輻射器，形成生物用電致演化輻射器。現從工作原理和基本構成兩方面介紹本發明的內容。
1.工作原理本發明的基礎由RLC振蕩電路系統構成。本發明所以要採用非線性電路，是由於有不少實驗和理論分析(前面已列出有關文獻)已表明，許多非線性器件、電路和系統能夠呈現一種遠比經典電路所呈現的直流穩態響應、周期響應、子諧波響應、超諧波響應和殆周期(準周期)響應更為複雜的響應，而這種複雜響應與生物體的複雜響應是相適應的。
從第(三)部分所提及的非線性振蕩電路實驗結果，我們可斷定i)隨著分叉級數n的增加，非線性振蕩以z(n)倍周期而遞增；ii)在第n級分叉上，非線性振蕩由z(n)個分叉波迭加而成。這裡z(n)取整數值。關於這一點，可參見本發明人李宗誠在《1994年全國自動化控制理論學術論文集》發表的論文「自組織控制系統分析方法分叉一混沌信號與N級分頻譜變換」，還可參見本發明人李宗誠在1994年將出版的學術刊物《數據採集與處理》上發表的論文「關於非平衡信號的採樣間隔和頻率」。
在將非線性電路引入探測器或加速器的條件下，由非線性振蕩電路實驗結果，我們可看到電子具有N級分叉波動性；第幾級分叉波的頻率應為v/z(n)、波長應為z(n)λ。特別地當n→∞，電子具有混沌波動性；當n＝0，電子具有de Broglie波動性。
根據電子光學所確認的如下事實A)在電場和磁場中控制電子運動軌跡的規律(最小作用量原理)與折射率有變化的化學媒質中控制光線的規律(費馬原理)之間的相似性；B)L.V.德布羅意於20世紀20年代揭示了電子的波動性及其與光波的相似性；進而，考慮到電磁級聯簇射及其它高能多光子過程，我們可以看到，在將非線性電路引入發射器的條件下，光子將具有倍周期演變性，而且以分叉一混沌波為基本演變形式。關於這一點，可參見本發明人李宗誠在1994年將要出版的學術刊物《光譜學與光譜分析》上發表的論文「N級分叉—混沌光子模型及其演化波譜研究。」本發明人給出如下兩個重要結果①根據Feigenbaum分叉間距等比關係(見M.J.Feigenbaum，J.Stat.Phys.，19，25(1978)；21，699(1979))Δn/Δn+1→δ＝4.669201609……則N級分叉光子的速度應為c{N}=0c+12c+113c+1214c++1n-11(1+N)c]]>=c0+n=1n1n-11(1+n)]]>其中，η0為未分叉時段[t0，t1]在一特定演變時段〔t0，t〕中所佔的比重，且0＜η0＜1；η1為一級分叉時段〔t1，t2〕在一特定演變時段〔t0，t〕中所佔的比重，且0＜η1＜1。
②N級分叉波的頻率和波長應為v{N}=v0+n-1N1z(n)1n-11(1+n)]]>{N}=0+n=1N1n-1z(n)1(1+n)]]>由上述結果，我們可設計一個非線性電路以產生倍周期分叉電流，並以這種電流在輻射材料中產生輻射。這個現象的經典解釋是從施主或陷阱中通過電場到達導帶的電子，或從電極通過隧道效應進入材料中的電子，受到電場加速獲得足夠高的能量，碰撞電離或激發發光中心，最後導致複合發光。
2、基本構成一般地，生物用電致演化輻射器應由非線性電路、輻射材料、絕緣材料和平板電極等構成，如附圖2所示。
本發明的主要部件，是將類似於本徵半導體材料的新型輻射材料懸置於樹脂等絕緣材料中並夾於兩塊平板電極(其中一板常為透明電極，例如鍍SnO2的玻璃)間而形成的電致輻射板(EL板)或電致輻射盒(EL盒)。
本發明採用的輻射材料是由晶態、非晶態物質和氧化物以及單質等混合經燒結而成的複雜材料，含有30多種於生物有利的無機元素。輻射的IR譜應是一種具有複雜演變性的包絡線(2.5～25μm)。可以預期，隨使用時間增加，這種材料中的晶態/非晶態比例上升，可能有的物相應為碳、復碳化物、復矽鋁酸鹽、復碳酸(硫酸)鹽等。
(六)本發明的優點是(1)通過採用非線性振蕩電路技術，首先將TDP熱輻射轉變為電致輻射，進而將通常的電致輻射改進為電致演化輻射，這就不僅將TDP輻射效應和電致輻射效應綜合利用起來，而且達到更好的效果；(2)原則上，輻射的倍周期演化光可在包括分頻在內的一切頻率範圍內連續調諧，因而更適用於具有複雜演變性的生物體中；(3)能量轉換效率非常高，具有很大的潛在能力；(4)功率可望做得較大，這主要由倍周期分叉光子的理論速度值、n級分頻和n級波長看出的；(5)由上述特點，可以預期，本發明對促進生物生長、克服生物變異、消除生物病變有明顯效果，因而可廣泛應用於臨床醫學、生物工程、農業、畜牧獸醫等領域。特別地對於人體，本發明有如下積極效果(1)採用本發明，可破壞腫瘤組織，有望攻克腫瘤頑症；(2)採用本發明，可促進組織修復，有望矯正畸形，連接骨折；(3)採用本發明，可應付突發病變，有望治療某些急難病症(如急性心肌梗塞、心跳驟停、嚴重心律失常等)。


如下附圖1——本說明書前面對此圖已有說明。現進一步指出，圖1所給的實驗，在許多實驗室都不難做到，而且三十年代就有人發現過非線性電路中的倍周期分叉現象。然而近五十年中科學家對非線性電路進行了不知多少研究，卻漏過了這裡的分頻現象。
表1——美國物理學家Feigenbaum對許多非線性函數進行過疊代試驗，都得到分叉間距之比δ和分叉寬度之比α為δ＝4.669201609……α＝2.502907875……這並不是巧合，而是自然界的普適常數。
附圖2——在RLC振蕩電路系統中，新型輻射材料被懸置於樹脂等絕緣材料中並夾於兩塊平板電極間。
(八)實現本發明的最好方式如下利用與非線性電路有關的倍周期分叉電流通過特定輻射材料而輻射的不同效應，可以製成各種類型用於生物體的電致演化輻射器(EEL)。
在EL盒中，所用輻射材料的基體是以非晶態為主的復矽鋁酸鹽玻璃體，混有碳化物、碳酸鹽、硫酸鹽和金屬單質。在使用中會有金屬粒子輻射，而且碳酸根、硫酸根和復矽酸根逐漸發生相互作用。將EL盒與電源連接就可觀察到光從透明電極一側透射出來。如附圖2所示。根據理論估計，要發生碰撞電離，場強約需105～106伏/釐米，但一般EL盒發光層厚度約0.1毫米，施加電壓約100伏左右，因此平均場強僅10伏/釐米。針對這種情況，我們可採用近十多年問世的直流粉末EL(DC-EL)材料和交流薄膜EL(ACTF-EL)板。在EEL中，DC-EL材料是將摻有K、Mg、Cu、Ca、Zn等元素的粉末置於有銅離子的溶液中浸潤若干分鐘而獲得的，這種材料的特點是，可用直流電源、脈衝電源和交流電源。在EEL中，ACTF-EL板可用真空澱積方法將輻射層夾於雙絕緣層之間而獲得，這樣的EL板輻射功率大、壽命長。
權利要求
本發明人要求對本發明「生物用電致演化輻射器(EEL)」擁有佔有權、生產權和經營權。為此，提出如下的保護範圍一、獨立權利要求(一)前序部分本發明屬於電致輻射技術領域。現有技術中與本發明主題密切相關的技術特徵是以電阻R、電感L和電容C組成的非經典電路系統為基礎，產生具有倍周期演變性的非線性振蕩行為(非線性電子技術特徵)；以某種材料(氣體、液體或固體材料)為中介，由電能轉換為光能(電致輻射技術特徵)；輻射材料是由晶態、非晶態物質和氧化物以及單質等混合經燒結而成的複雜材料(TDP技術特徵)。(二)特徵部分本發明的技術特徵是以RLC非線性振蕩電路為基礎，建立由混合燒結的輻射材料、絕緣材料和平板電極組成的組合系統，綜合利用電致輻射效應和TDP效應，產生具有多級演變性、性能更好、壽命更長，適用於生物體的輻射。
二、從屬權利要求(一)引用部分引用的權利要求①與倍周期演變電流有關的電致輻射；引用的權利要求②與電致輻射有關的混合燒結材料；(二)特徵部分(1)由被引用的權利要求①，本發明附加的技術特徵是輸出的倍周期演化輻射可在包括分頻在內的一切頻率範圍內連續調諧；(2)由被引用的權利要求①，本發明附加的技術特徵是電致演化輻射的效率比通常的電致輻射更大；(3)由被引用的權利要求②，本發明附加的技術特徵是混合燒結的輻射材料與絕緣材料一起被置於兩塊平板電極之間。
全文摘要
本發明「生物用電致演化輻射器EEL」屬於電致輻射技術領域。通過本發明，可將TDP輻射轉換為電致輻射，進而將電致輻射轉換為具有更好性能的電致的倍周期演化輻射。本發明以RLC非線性振蕩電路為基礎，將混合燒結的輻射材料連同絕緣材料置於兩塊平板電極間。與現有TDP相比，本發明可調輻射頻率範圍更寬、效率更高、壽命更長，促進生物新陳代謝、改善機體組織。本發明可廣泛應用於臨床醫學、生物工程、農業、畜牧獸醫、釀酒等領域。
文檔編號A61N5/06GK1117882SQ9411581
公開日1996年3月6日 申請日期1994年8月29日 優先權日1994年8月29日
發明者李宗誠 申請人:李宗誠