Crean nuevos materiales que convierten la luz visible en luz infrarroja


Científicos de la Universidad de Columbia, han logrado desarrollar un proceso químico para convertir la luz visible en energía infrarroja, permitiendo que la radiación inocua penetre en los tejidos vivos y otros materiales sin el daño causado por la exposición a la luz de alta intensidad.

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Enero 29, 2019 14:04 hrs.
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’’Los hallazgos son emocionantes porque pudimos realizar una serie de transformaciones químicas complejas que generalmente requieren luz visible de alta energía usando una fuente de luz infrarroja no invasiva’, dijo Tomislav Rovis, profesor de química en Columbia y coautor de estudiar. ’Uno puede imaginar muchas aplicaciones potenciales donde las barreras impiden el control de la materia. Por ejemplo, la investigación es prometedora para mejorar el alcance y la eficacia de la terapia fotodinámica, cuyo potencial completo para el tratamiento del cáncer aún no se ha materializado’.

El equipo, que incluye a Luis M. Campos, profesor asociado de química en Columbia, y Daniel M. Congreve del Instituto Rowland en Harvard, llevó a cabo una serie de experimentos con pequeñas cantidades de un compuesto novedoso que, cuando es estimulado por la luz, puede Mediar en la transferencia de electrones entre moléculas que de otra manera reaccionarían más lentamente o no reaccionarían.

Su enfoque, conocido como conversión ascendente de fusión triplete, implica una cadena de procesos que esencialmente fusiona dos fotones infrarrojos en un solo fotón de luz visible. La mayoría de las tecnologías solo capturan luz visible, lo que significa que el resto del espectro solar se desperdicia. La conversión ascendente de la fusión triplete puede capturar luz infrarroja de baja energía y convertirla en luz que luego es absorbida por los paneles solares. La luz visible también se refleja fácilmente en muchas superficies, mientras que la luz infrarroja tiene longitudes de onda más largas que pueden penetrar en materiales densos.

’Con esta tecnología, pudimos ajustar la luz infrarroja a las longitudes de onda necesarias y más largas que nos permitieron pasar de manera no invasiva a través de una amplia gama de barreras, como papel, moldes de plástico, sangre y tejidos’, dijo Campos. Los investigadores incluso pulsaron la luz a través de dos tiras de tocino envueltas alrededor de un matraz

Los científicos han intentado durante mucho tiempo resolver el problema de cómo obtener luz visible para penetrar en la piel y la sangre sin dañar los órganos internos o el tejido sano. La terapia fotodinámica (PDT, por sus siglas en inglés), utilizada para tratar algunos cánceres, emplea un medicamento especial, llamado fotosensibilizador, que se activa mediante la luz para producir una forma altamente reactiva de oxígeno que puede matar o inhibir el crecimiento de las células cancerosas.

La terapia fotodinámica actual se limita al tratamiento de los cánceres localizados o de superficie. ’Esta nueva tecnología podría llevar el PDT a áreas del cuerpo que antes eran inaccesibles’, dijo Rovis.

’En lugar de envenenar a todo el cuerpo con un medicamento que causa la muerte de células malignas y células sanas, un medicamento no tóxico combinado con luz infrarroja podría atacar selectivamente el sitio del tumor e irradiar células cancerosas’.

La tecnología podría tener un impacto de gran alcance. La terapia de luz infrarroja puede ser instrumental en el tratamiento de una serie de enfermedades y afecciones, que incluyen lesiones cerebrales traumáticas, nervios y médulas espinales dañados, pérdida de la audición y cáncer.

Otras aplicaciones potenciales incluyen la administración remota del almacenamiento de químicos, la producción de energía solar y el almacenamiento de datos, el desarrollo de medicamentos, los sensores, los métodos de seguridad de los alimentos, los compuestos moldeables que imitan el hueso y el procesamiento de componentes microelectrónicos.

Los investigadores actualmente están probando tecnologías de conversión de fotones en sistemas biológicos adicionales. ’Esto abre oportunidades sin precedentes para cambiar la forma en que la luz interactúa con los organismos vivos’, dijo Campos. ’De hecho, en este momento estamos empleando técnicas de conversión ascendente para la ingeniería de tejidos y la administración de fármacos’.


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