Yeni Malzemeler Görünür Işığı Kızılötesi Işığa Dönüştürüyor
Fotoğraf : Görünmez kızılötesi fotonlarla çalışan milyarlarca moleküler ampul görünür ışık üretir.
Keşif, fotodinamik tedavi ve ilaç geliştirme için yeni yollar açıyor.
Columbia Üniversitesi bilim adamları, Harvard araştırmacıları ile işbirliği yaparak, görünür ışığı kızılötesi enerjiye dönüştürmek için kimyasal bir işlem geliştirmeyi başardılar; bu, zararsız radyasyonun yüksek yoğunluklu ışığa maruz kalmanın neden olduğu zarar olmadan canlı dokulardan ve diğer malzemelerden geçmesine izin verdi.
Araştırmaları, 17 Ocak tarihli Nature dergisinde yayınlandı .
Columbia’daki kimya profesörü ve çalışmanın yardımcı yazarı Tomislav Rovis, “Bulgular heyecan verici, çünkü invaziv olmayan, kızılötesi bir ışık kaynağı kullanarak genellikle yüksek enerjili, görünür ışık gerektiren bir dizi karmaşık kimyasal dönüşüm gerçekleştirebildik” dedi. “Bir kişi, durumu kontrol etmenin önündeki engellerin olduğu pek çok potansiyel uygulamayı hayal edebiliyor. Örneğin, araştırma, kanser tedavisi için tam potansiyeli henüz gerçekleşmemiş olan fotodinamik tedavinin erişimini ve etkinliğini arttırma sözü veriyor.”
Columbia’daki kimya profesörü Luis M. Campos ve Harvard’daki Rowland Enstitüsü’nden Daniel M. Congreve’nin de dahil olduğu ekip, ışıkla uyarıldığı zaman, elektronların, aksi halde daha yavaş reaksiyona giren ya da hiç tepki vermeyen moleküller arasında transferine aracılık eden yeni bir bileşikten küçük miktarlarda kullanarak bir dizi deney yaptı.
Üçlü füzyon dönüşümü olarak bilinen yaklaşımları, aslında iki kızılötesi fotonu tek bir görünür ışık fotonuna birleştiren bir süreçler zincirini içerir. Çoğu teknoloji yalnızca görünür ışığı yakalar, yani güneş spektrumunun geri kalanı boşa gider. Üçlü füzyon dönüşümü düşük enerjili kızılötesi ışığı toplayabilir ve daha sonra güneş panelleri tarafından emilen ışığa dönüştürebilir. Görünür ışık aynı zamanda birçok yüzey tarafından kolayca yansıtılır, buna karşılık kızılötesi ışığın yoğun malzemelere nüfuz edebilecek daha uzun dalga boyları vardır.
Campos, “Bu teknolojiyle, kızılötesi ışığa, kağıt, plastik kalıp, kan ve doku gibi çok çeşitli engelleri müdahelesiz içinden geçmemize izin veren gerekli, daha uzun dalga boylarında ince ayar yapabildik.” dedi. Araştırmacılar, bir şişenin etrafına sarılı iki pastırma şeridinden bile ışığı attılar.
Bilim adamları uzun süredir iç organlara veya sağlıklı dokuya zarar vermeden cilde ve kana nüfuz etmek için görünür ışığın nasıl elde edileceği sorununu çözmeye çalıştı. Bazı kanserleri tedavi etmek için kullanılan fotodinamik terapi (PDT), kanser hücrelerinin büyümesini öldürebilen veya inhibe edebilen oldukça reaktif bir oksijen formunu üretmek için ışıkla tetiklenen, fotosentezleyici adı verilen özel bir ilaç kullanır.
Mevcut fotodinamik terapi, bölgesel veya yüzey kanserlerinin tedavisi ile sınırlıdır. Rovis, “Bu yeni teknoloji PDT’yi daha önce erişilemeyen vücut bölgelerine getirebilir” dedi.
“Tüm vücudu kötü huylu hücrelerin ve sağlıklı hücrelerin ölümüne neden olan bir ilaçla zehirlemek yerine, kızılötesi ışıkla birleştirilen toksik olmayan bir ilaç seçici olarak tümör bölgesini hedefleyebilir ve kanser hücrelerini ışınlayabilir.”
Teknoloji çok geniş kapsamlı bir etkiye sahip olabilir. Kızılötesi ışık terapisi, travmatik beyin hasarı, hasarlı sinirler ve omurilikler, işitme kaybı ve kanser dahil olmak üzere bir dizi hastalık ve durumun tedavisinde etkili olabilir.
Diğer potansiyel uygulamalar arasında kimyasal depolama güneş enerjisi üretimi ve veri depolamanın, ilaç geliştirmenin, sensörlerin, gıda güvenliği yöntemlerinin, kalıplanabilir kemik-mimik kompozitlerin ve mikroelektronik bileşenlerin işlenmesinin uzaktan yönetimi bulunmaktadır.
Araştırmacılar şu anda ek biyolojik sistemlerde foton-dönüşüm teknolojilerini deniyorlar. Campos, “Bu, ışığın canlı organizmalarla etkileşim şeklini değiştirmek için benzeri görülmemiş fırsatları açıyor” dedi. “Aslında, şu anda doku mühendisliği ve ilaç dağıtımı için dönüştürme teknikleri kullanıyoruz.”
Kaynak : sciencedaily.com
