Промышленные новости

Новые технологии | Новые материалы, преобразующие видимый свет в инфракрасный.

2020-12-14

Ученые успешно разработали химический процесс, который преобразует видимый свет в инфракрасный свет, позволяя безобидному инфракрасному излучению проникать в живые ткани и другие материалы, а также избегать повреждений от света высокой интенсивности.


Ученые Колумбийского университета в сотрудничестве с исследователями Гарвардского университета успешно разработали химический процесс, который преобразует видимый свет в инфракрасный свет, позволяя безобидному инфракрасному излучению проникать в живые ткани и другие материалы. Избегайте повреждений от света высокой интенсивности.


Их исследование было опубликовано в номере журнала Nature от 17 января.


«Результаты впечатляют, потому что мы можем выполнять ряд сложных химических превращений, которые часто требуют использования неинвазивных источников инфракрасного излучения для получения высокоэнергетического видимого света», - сказал Томислав, профессор химии из Колумбийского университета. Университет и соавтор исследования. - сказал Ровис. «Можно вообразить множество потенциальных приложений, например, некоторые барьеры приложений, которые трудно контролировать. Например, ожидается, что это исследование расширит диапазон и эффективность фотодинамической терапии, а полный потенциал фотодинамической терапии в лечении рака еще не реализован ».


В команду входят Луис М. Кампос, доцент химии Колумбийского университета, и Дэниел М. Конгрив из Института Роуленда при Гарвардском университете, которые провели серию экспериментов с использованием небольшого числа новых соединений, которые опосредуют перенос электронов между молекулами в условиях световая стимуляция. Без света они будут реагировать медленнее или совсем не реагировать.


Их метод, называемый повышающим преобразованием тройного слияния, включает серию процессов, которые по существу объединяют два инфракрасных фотона в один видимый фотон. Большинство технологий улавливают только видимый свет, а это означает, что остальная часть солнечного спектра тратится впустую. Повышающее преобразование тройного синтеза улавливает низкоэнергетический инфракрасный свет и преобразует его в видимый свет, который затем поглощается солнечной панелью. Видимый свет также легко отражается от многих поверхностей, в то время как инфракрасный свет имеет большую длину волны и может проникать через плотные материалы.


«С помощью этой технологии мы смогли настроить инфракрасный свет на требуемые более длинные волны, что позволило нам неинвазивно проходить через широкий спектр препятствий, таких как бумага, пластиковые формы, кровь и ткани», - Кампос. сказал. . Исследователи даже использовали два бекона, обернутых вокруг фляжки.


Ученые давно пытались решить проблему того, как видимый свет может проникать через кожу и кровь, не повреждая внутренние органы или здоровые ткани. Фотодинамическая терапия (ФДТ), которая используется для лечения некоторых видов рака, использует специальный препарат, называемый фотосенсибилизатором, который активируется светом для производства высокореактивного кислорода, который убивает или подавляет рост раковых клеток.


Современная фотодинамическая терапия ограничивается лечением местного или поверхностного рака. «Эта новая технология может переносить ФДТ в области, в которые тело ранее не могло попасть», - сказал Ровис.


«По сравнению с использованием лекарств, которые вызывают злокачественные клетки и гибель здоровых клеток для отравления всего тела, описанный здесь процесс можно рассматривать как нетоксичный препарат, который связывается с инфракрасным светом, который может избирательно воздействовать на участки опухоли и освещать раковые клетки. . â €


Эта технология может иметь далеко идущие последствия. Инфракрасная световая терапия может помочь в лечении многих заболеваний и состояний, включая черепно-мозговые травмы, поврежденные нервы и спинной мозг, потерю слуха и рак.


Другие потенциальные приложения включают удаленное управление химическими складами, солнечную энергию и хранение данных, разработку лекарств, датчики, методы обеспечения безопасности пищевых продуктов, формованные композитные материалы на основе аналога кости и обработку микроэлектронных компонентов.


В настоящее время исследователи тестируют методы преобразования фотонов с повышением частоты в других биологических системах. «Это открывает беспрецедентную возможность изменить способ взаимодействия света с живыми существами», - сказал Кампос. «Фактически, в настоящее время мы используем технологию повышающего преобразования для создания тканей и доставки лекарств.



+86-75582592752
[email protected]