Los científicos de la Universidad de Columbia, en colaboración con investigadores de Harvard, han logrado desarrollar un proceso químico para convertir la luz visible en energía infrarroja, permitiendo que la radiación inocua penetre en el tejido vivo y otros materiales sin el daño causado por la exposición a la luz de alta intensidad.
Su investigación se publica en la edición del 17 de enero de Naturaleza .
"Los hallazgos son emocionantes porque pudimos realizar una serie de transformaciones químicas complejas que generalmente requieren luz visible de alta energía utilizando una fuente de luz infrarroja no invasiva", dijo Tomislav Rovis, profesor de química en Columbia y coautordel estudio ". Uno puede imaginar muchas aplicaciones potenciales donde las barreras están en el camino para controlar la materia. Por ejemplo, la investigación es prometedora para mejorar el alcance y la efectividad de la terapia fotodinámica, cuyo potencial completo para el tratamiento del cáncer aún no se ha realizado."
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 utilizando pequeñas cantidades de un nuevo compuesto que, cuando es estimulado por la luz, puede mediar la transferencia de electrones entre moléculas que de otro modo reaccionarían más lentamente o no reaccionarían en absoluto.
Su enfoque, conocido como conversión ascendente de fusión de 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.puede captar 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 materiales densos.
"Con esta tecnología, pudimos ajustar la luz infrarroja a las longitudes de onda más largas y necesarias 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 resolver el problema de cómo hacer que la luz visible penetre en la piel y la sangre sin dañar los órganos internos o el tejido sano. La terapia fotodinámica PDT, utilizada para tratar algunos tipos de cáncer, emplea un medicamento especial, llamado fotosensibilizador,esto es provocado por 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 la PDT a áreas del cuerpo que antes eran inaccesibles", dijo Rovis.
"En lugar de envenenar 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 apuntar selectivamente al sitio del tumor e irradiar células cancerosas".
La tecnología podría tener un impacto de largo alcance. La terapia con luz infrarroja puede ser instrumental en el tratamiento de una serie de enfermedades y afecciones, que incluyen lesiones cerebrales traumáticas, nervios y médulas espinales dañadas, pérdida de audición y cáncer.
Otras aplicaciones potenciales incluyen la gestión remota del almacenamiento de productos químicos, la producción de energía solar y el almacenamiento de datos, el desarrollo de fármacos, sensores, métodos de seguridad alimentaria, compuestos moldeables de imitación ósea 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 tejidosy entrega de medicamentos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :