专利名称：一种对生物材料/组织保温加热的方法
技术领域：
本发明涉及一种对生物材料/组织保温加热的方法，属于材料保温加热领域。
背景技术：
目前，材料保温加热的常用方法有以下几种U)、电加热，如中国专利
02293187.2公开的多用途保温运输箱、专利99237020公开的电子双温培养箱 和专利88211655公开的生物活体标本镜下观察保温器等。这些装置都是利用 电能转化为热能对材料直接进行加热的，其电能利用率低。(2)、直接热能加 热，如中国专利91219673公弁的农村家用生物质气化炉灶和专利 200420029943.9公开的储热保健型暖辐射地床等装置，都是通过燃烧燃料提供 热能，其一方面能源利用率较低，另一方面会对环境产生污染。(3)太阳能加 热，如中国专利99246875.2公开的太阳能加温器、专利01213828.2公开的太 阳能多功能生物发生器和专利02202263生物能太阳能生态温室等，这些装置 都是通过吸收太阳能转化为热能对材料进行加热，其效率较低，且受到时间和 环境的限制。(4)植物光合作用和生物热能加热，如中国专利02206346公开 的沉水式光激发供氧保温卤素灯、专利02232776公开的光生物反应器护罩和 专利02244468.8公开的复合高效光合反应器4装置，是通过采用植物光合作 用来进行加热的，中国专利99114224公开的一种植物育苗和栽培的基质及其 制造方法和专利200420110879.7公开的一种保鲜桶等，是通过用生物的发酵 发热过程来保温加热，上述装置的加热效率较低，且在很多时候受到周围环境 的影响。(5)远红外方式加热，如专利03112310.4公开的一种远红外生物活 性陶瓷产品及其工艺和专利200320127702.3公开的远红外面电热辐射烘烤装 置，其主要是采用陶瓷等材料通过电加热而产生远红外辐射，因为要通过陶瓷 等介质转化，因而不能把全部电能都利用了，这造成电能的浪费和加热效率的 降低。
随着发光二极管的技术突破，特别是随着GaN晶体外延制备技术的突破， 发光二极管的质量、亮度都有了重大突破，使得采用发光二极管代替当前的室 内照明灯的趋势更加明显。在目前的光源革命的过程中，制备发光二极管的方 法相当重要。由于不同环境对发光二极管的发光特性要求不同，所以要求能快 速、低成本的生产制备各种不同参数的发光二极管。但是当前发光二极管的研 发与市场应用主要为照明领域，而鲜有涉及热能辐射领域。
发明内容
本发明的目的是，为了克服现有加热技术存在能源利用率低，加热效果差且受环境影响的缺点，提供一种对生物材料/组织保温加热的方法。 本发明的目的可以通过采取以下技术方案达到 一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特点是
1) 选择一种介质；
2) 将发光二极管和生物材料/组织包裹于介质中，并使生物材料/组织靠 近、紧临或接触发光二极管，将发光二极管连接到电源两端，通入电流使发光 二极管发光；
3) 生物材料/组织在介质包裹中通过吸收光波能量而升温加热，从而对生 物材料/组织进行保温加热。
本发明的目的还可以通过采取以下技术方案达到
本发明作进一步改进在发光二极管和生物材料/组织间加入媒介，生物 材料/组织浸润、包裹或者覆盖在媒介中，光波能量经媒介散射、吸收或转换 传送到生物材料/组织。
在上述基础上，所述介质和媒介为固态、液态或气态的金属、玻璃、塑料、 化纤、棉麻丝绸、木材、混凝土、水、油、组织液或空气。
所述发光二极管由半导体发光二极管或半导体激光二极管构成。
所述发光二极管为由m-v族半导体材料、n-vi族半导体材料、iv族半导 体材料或上述几种半导体材料的混合材料中的一种或多种构成的半导体二极管。
所述发光二极管包含有稀土荧光粉，量子点，纳米晶体，纳米管，纳米带 或者碱土金属硫化物，有机高分子聚合物，有机染料，金属离子，金属粒子，
具有生物特性的生物蛋白、DNA及其复合结构中的一种或多种。
所述发光二极管发射的光波能量为电磁波，其波长范围为150 20000纳米。
所述生物材料/组织为植物、动物、细菌或人类中的一种的整个生物体或 其中一部分。
所述生物材料/组织为细胞、蛋白质、器官或整个生物体中的一种。 所述电流为直流、交流、脉冲、强度渐变或突变的电流。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点
本发明利用发光二极管作为能源，提供给生物材料/组织进行保温加热， 使发光二极管的能量能尽可能地被吸收，保温加热效率较高，同时，由于供给发光二极管的电能可以极高的转换效率转换为发光二极管辐射出的电磁波，最 终达到节省能源的目的。另外，本发明保温加热的对象可以是植物、动物乃至 人类，保温加热范围广，能普遍适用。
图1是本发明的保温加热方法的示意图。
具体实施例方式
具体实施例1
如图1所示，本实施例的具体过程如下
1) 选择一种培养液4;
2) 将AlGaAs半导体发光二极管1和植物细胞2放置于培养液4中，并使 植物细胞2靠近发光二极管1，将发光二极管1连接到电源两端，通入直流电 流使发光二极管1发光，当AlGaAS半导体发光二极管采用载流子的带间发光 模式时，发光波长在700纳米到1600纳米范围，当采用量子级联原理工作时， 发光波长在2000纳米到20000纳米范围；
3) 植物细胞2中的水、蛋白质、淀粉、纤维素等组成生物体的这些基本 元素的0-H、 C=0、 C-H、 N-H、 C=C、 C_0、 C-N、 N-H等键选择性吸收，转化光 波能量成热量而升温加热，从而对植物细胞2进行保温加热。
具体实施例2
在实施例1的基础上，本实施例的特点是发光二极管1采用半导体
GaAlInP发光二极管，介质4采用空气，生物材料/组织2采用细菌，媒介3 采用培养液，光波能量经培养液吸收或转换传送到细菌，用细菌和培养液吸收 的光波能量对细菌进行保温加热，作为介质和媒介的培养液含有水、矿物质、 以及肥料等其它有机养分，可以用牛给细菌提供养分。培养液也用于细菌的温 度，保护细菌；也可以起到防止光波能量过大过强，损伤或杀死细菌的作用， 其余同实施例l。
具体实施例3
在实施例1的基础上，本实施例的特点是发光二极管作为能源，放置 于室内或者室外的空气介质中，通电发射红外光，人体在发光二极管的能量辐 射范围内可以接收到能量，用于人体取暖保温。人体和能源之间放置能进行一 定程度的吸收发散红外电磁辐射的某种介质，如棉质衣物，为防止电磁辐射过 量等会对人体造成的损伤，并保温、保护、装饰人体，其余同实施例l。
其他实施例
在实施例1基础上，可以在发光二极管作为能源的同时，加入其他能源作为能源；发光二极管可采用GalnAsSb、 ZnS、 CdSe、 ZnCdMgSe、 GeSi、 Zn0或 AlGaN等由III-V族半导体材料、II-VI族半导体材料、IV族半导体材料或上述 几种半导体材料的混合材料中的一种或多种构成的半导体二极管，且其中可以 包含有稀土荧光粉，量子点，纳米晶体，纳米管，纳米带或者碱土金属硫化物， 有机高分子聚合物，有机染料，金属离子，金f粒子，具有生物特性的生物蛋 白、DNA及其复合结构中的一种或多种，可以佔i普通型或功率型，其功率可以 从纳瓦至兆瓦之间，并且可以采用单个二极管或阵列式二极管，其光波能量为 电磁波，波长范围为150 20000纳米；介质和媒介为固态、液态或气态的金 属、玻璃、塑料、化纤、棉麻丝绸、木材、混凝土、水、油、组织液或空气， 两者可以相同或不同，也可以存在'一种同时存在；生物材料/组织采用植物、 动物、细菌或人类中的一种的整个生物体或其中一部分，可以是细胞、蛋白质、 器官或整个生物体中的一种，并将其做成纳米至几百米不等的尺寸；电流采用 直流、交流、脉冲、强度渐变或突变的电流。
权利要求
1、一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征在于1)选择一种介质(4)；2)将发光二极管(1)和生物材料/组织(2)包裹于介质(4)中，并使生物材料/组织(2)靠近、紧临或接触发光二极管(1)，将发光二极管(1)连接到电源两端，通入电流使发光二极管(1)发光；3)生物材料/组织(2)在介质(4)包裹中通过吸收光波能量而升温加热，从而对生物材料/组织(2)进行保温加热。
2、 根据权利要求1所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征 在于在发光二极管(1)和生物材料/组织(2)间加入媒介(3)，生物材料/ 组织(2)浸润、包裹或者覆盖在輝介(3)中，光波能量经媒介(3)散射、 吸收或转换传送到生物材料/组织 2)。
3、 根据权利要求2所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征 在于所述介质(4)和媒介(3)为固态、液态或气态的金属、玻璃、塑料、 化纤、棉麻丝绸、木材、混凝土、水、油、组织液或空气。
4、 根据权利要求1或2所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其 特征在于所述发光二极管(1)由半导体发光二极管或半导体激光二极管构 成。
5、 根据权利要求4所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征在于所述发光二极管(i)为由m-v族半导体材料、n-vi族半导体材料、IV族半导体材料或上述几种半导体材料的混合材料中的一种或多种构成的半导体二极管。
6、 根据权利要求5所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征在于所述发光二极管(1)包含有稀土荧光粉，量子点，纳米晶体，纳米管，纳米带或者碱土金属硫化物，有机高分子聚合物，有机染料，金属离子，金属粒子，具有生物特性的生物蛋白、DNA及其复合结构中的一种或多种。
7、 根据权利要求6所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征 在于所述发光二极管(1)发射的光波能量为电磁波，其波长范围为150 20000纳米。
8、 根据权利要求1或2所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其 特征在于所述生物材料/组织(2)为植物、动物、细菌或人类的整个生物体或其中一部分。
9、 根据权利要求8所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法，其特征 在于所述生物材料/组织(2)为细胞、蛋白质、器官或整个生物体中的一种。
10、根据权利要求1或2所述的一种对生物材料/组织保温加热的方法， 其特征在于所述电流为直流、交流、脉冲、强度渐变或突变的电流。
全文摘要
本发明公开了一种采用发光二极管对生物材料/组织保温加热的方法，其特点是1)选择一种介质(4)；2)将发光二极管(1)和生物材料/组织(2)包裹于介质(4)中，并使生物材料/组织(2)靠近、紧临或接触发光二极管(1)，将发光二极管(1)连接到电源两端，通入电流使发光二极管(1)发光；3)生物材料/组织(2)在介质(4)包裹中通过吸收光波能量而升温加热，从而对生物材料/组织(2)进行保温加热。本发明利用发光二极管作为能源，提供给生物材料/组织进行保温加热，使发光二极管的能量能尽可能地被吸收，保温加热效率较高，同时，由于供给发光二极管的电能可以极高的转换效率转换为发光二极管辐射出的电磁波，最终达到节省能源的目的。
文档编号F24D13/00GK101446430SQ200810220648
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者浩 王 申请人:浩 王