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

      新型材料將可見(jiàn)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?yàn)槲覀兡軌蜻M(jìn)行一系列復(fù)雜的化學(xué)轉(zhuǎn)化，通常需要使用無(wú)創(chuàng)紅外光源的高能量可見(jiàn)光，”哥倫比亞大學(xué)化學(xué)教授，該雜志的共同作者Tomislav Rovis說(shuō)。研究。“可以想象許多潛在的應(yīng)用，其中障礙是控制物質(zhì)的方式。例如，該研究有望增強(qiáng)光動(dòng)力療法的范圍和有效性，其治療癌癥的全部潛力尚未實(shí)現(xiàn)。”
      

      該團(tuán)隊(duì)包括哥倫比亞大學(xué)化學(xué)副教授Luis M. Campos和哈佛大學(xué)Rowland研究所的Daniel M. Congreve，他們使用少量新化合物進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，這些新化合物在光照刺激下可以介導(dǎo)分子之間的電子轉(zhuǎn)移，否則它們會(huì)反應(yīng)更慢或根本不反應(yīng)。
      

      他們的方法，稱(chēng)為三重融合上轉(zhuǎn)換，涉及一系列過(guò)程，基本上將兩個(gè)紅外光子融合成一個(gè)可見(jiàn)光光子。大多數(shù)技術(shù)只捕獲可見(jiàn)光，這意味著太陽(yáng)光譜的其余部分會(huì)浪費(fèi)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(yáng)能電池板吸收?？梢?jiàn)光也很容易被許多表面反射，而紅外光具有更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，可以穿透致密的材料。
      

      “通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，我們能夠?qū)⒓t外光微調(diào)到必要的，更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，使我們能夠無(wú)創(chuàng)地穿過(guò)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(shuō)。研究人員甚至通過(guò)纏繞在燒瓶上的兩條培根進(jìn)行脈沖照射
      

      科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)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(jiàn)光穿透皮膚和血液的問(wèn)題。用于治療某些癌癥的光動(dòng)力療法(PDT)使用一種特殊的藥物，稱(chēng)為光敏劑，由光觸發(fā)產(chǎn)生高反應(yīng)性的氧氣，能夠殺死或抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。
      

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

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

      該技術(shù)可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)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(tīng)力喪失以及癌癥。
      

      其他潛在的應(yīng)用包括遠(yuǎn)程管理化學(xué)品儲(chǔ)存太陽(yáng)能發(fā)電和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，藥物開(kāi)發(fā)，傳感器，食品安全方法，可模塑骨模擬復(fù)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(cè)試光子上轉(zhuǎn)換技術(shù)。“這為改變光與生物體相互作用的方式開(kāi)辟了前所未有的機(jī)會(huì)，”坎波斯說(shuō)。“事實(shí)上，目前我們正在采用上轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行組織工程和藥物輸送。”
      
			

			
        
      
			
      
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