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        新型材料將可見光轉(zhuǎn)換為紅外光
        
			
        
				2019-01-20 09:33:04
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        哥倫比亞大學的科學家與哈佛大學的研究人員合作，成功地開發(fā)了一種化學過程，將可見光轉(zhuǎn)換為紅外能量，使無害輻射穿透活體組織和其他材料，而不會受到高強度光照射造成的損害。
        

        新型材料將可見光轉(zhuǎn)換為紅外光
        

        他們的研究發(fā)表在1月17日出版的“ 自然”雜志上。
        

        “研究結(jié)果令人興奮，因為我們能夠進行一系列復雜的化學轉(zhuǎn)化，通常需要使用無創(chuàng)紅外光源的高能量可見光，”哥倫比亞大學化學教授，該雜志的共同作者Tomislav Rovis說。研究。“可以想象許多潛在的應用，其中障礙是控制物質(zhì)的方式。例如，該研究有望增強光動力療法的范圍和有效性，其治療癌癥的全部潛力尚未實現(xiàn)。”
        

        該團隊包括哥倫比亞大學化學副教授Luis M. Campos和哈佛大學Rowland研究所的Daniel M. Congreve，他們使用少量新化合物進行了一系列實驗，這些新化合物在光照刺激下可以介導分子之間的電子轉(zhuǎn)移，否則它們會反應更慢或根本不反應。
        

        他們的方法，稱為三重融合上轉(zhuǎn)換，涉及一系列過程，基本上將兩個紅外光子融合成一個可見光光子。大多數(shù)技術只捕獲可見光，這意味著太陽光譜的其余部分會浪費掉。三重融合上轉(zhuǎn)換可以收獲低能紅外光并將其轉(zhuǎn)換為光，然后被太陽能電池板吸收?？梢姽庖埠苋菀妆辉S多表面反射，而紅外光具有更長的波長，可以穿透致密的材料。
        

        “通過這項技術，我們能夠?qū)⒓t外光微調(diào)到必要的，更長的波長，使我們能夠無創(chuàng)地穿過各種各樣的障礙物，例如紙張，塑料模具，血液和組織，”坎波斯說。研究人員甚至通過纏繞在燒瓶上的兩條培根進行脈沖照射
        

        科學家長期以來一直試圖解決如何在不損傷內(nèi)臟或健康組織的情況下使可見光穿透皮膚和血液的問題。用于治療某些癌癥的光動力療法(PDT)使用一種特殊的藥物，稱為光敏劑，由光觸發(fā)產(chǎn)生高反應性的氧氣，能夠殺死或抑制癌細胞的生長。
        

        目前的光動力療法局限于局部或表面癌癥的治療。“這項新技術可以將PDT帶入身體以前無法進入的區(qū)域，”羅維斯說。
        

        “不是用導致惡性細胞和健康細胞死亡的藥物毒害整個身體，而是一種與紅外線結(jié)合的無毒藥物可以選擇性地靶向腫瘤部位并照射癌細胞。”
        

        該技術可能產(chǎn)生深遠的影響。紅外光療法可以有助于治療許多疾病和病癥，包括創(chuàng)傷性腦損傷，受損的神經(jīng)和脊髓，聽力喪失以及癌癥。
        

        其他潛在的應用包括遠程管理化學品儲存太陽能發(fā)電和數(shù)據(jù)存儲，藥物開發(fā)，傳感器，食品安全方法，可模塑骨模擬復合材料和處理微電子元件。
        

        研究人員目前正在其他生物系統(tǒng)中測試光子上轉(zhuǎn)換技術。“這為改變光與生物體相互作用的方式開辟了前所未有的機會，”坎波斯說。“事實上，目前我們正在采用上轉(zhuǎn)換技術進行組織工程和藥物輸送。”
        
			

			
          
        
			
        
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