Превращение световой энергии в тепло, чтобы бороться с болезнью

В основе новой технологии с участием мельчайшие частицы, которые поглощают свет и превращают его в локализованных источников тепла показывает большие перспективы в различных областях, включая медицину. Например, фототермическая терапия, новый вид лечения рака, включает в себя направленный инфракрасного лазерного излучения на наночастицы вблизи места обработки.

Локализованные отопления в этих системах должен тщательно контролироваться, так как живая ткань тонкая. Серьезные ожоги и повреждения тканей может привести в случае возникновения нежелательных отопление в неположенном месте. Возможность контролировать повышение температуры имеет решающее значение в развитии этой технологии. Некоторые подходы были опробованы, но все они имеют недостатки различного рода, включая необходимость вставить щупы или добавления дополнительных материалов.

В этом выпуске АПЛ фотоники, от публикации АИП ученые сообщают о разработке нового метода для измерения температур в этих системах, используя форму света, известные как терагерцового излучения. В исследовании приняли участие суспензии золотых наностержней различного размера в воде в небольшой кювет, в котором были освещены лазерным сосредоточены на небольшом месте, в кювете.

Крошечные золотые стержни поглощается лазерное излучение и превращают его в тепло, которое распространяется через воду за счет конвекции. «Мы можем составить карту распределения температур по сканирование кюветы с терагерцовым излучением, получения теплового изображения,» соавтор Донг Junliang сказал.

В исследовании также посмотрел на то, как температура изменялась с течением времени. «С помощью математической модели, мы можем рассчитать эффективность которой золотые подвески наностержень преобразовать инфракрасное излучение в тепло», — сказал соавтор Хольгер Breitenborn.

Мельчайшие частицы золота, которые были диаметром 10 нанометров, преобразованного лазерного излучения тепла с высоким КПД, примерно 90%. Это значение схоже с предыдущими докладами для этих частиц золота, с указанием измерений с использованием терагерцового излучения были точны.

Хотя небольшие золотые стержни имели самые высокие свето-тепловой КПД преобразования, по величине стержней с диаметром 50 Нм, показаны на большой скорости нагрева моляра. Это количество в последнее время было введено для оценки использования наночастиц в биомедицинских параметров.

«Объединив измерения температуры переходных процессов во времени и тепловые изображения в пространстве на терагерцовых частотах, мы разработали бесконтактный и неразрушающий метод, характеризующий эти наночастицы,» соавтором Роберто Morandotti сказал. Эта работа предлагает привлекательную альтернативу инвазивным методам и держит обещание для биомедицинских применений.

сделать разницу: спонсорские возможности