تغییر رنگ نور برای درمان سرطان

 محققان دانشگاه Delaware کمک مالی یک میلیون دلاری از بنیاد keck برای کشف ایده‌ی جدیدی دریافت کردند که این ایده می‌توانند برداشت انرژی خورشیدی و احتمال درمان سرطان را افزایش دهد. به عبارت ساده‌تر آن‌ها می‌خواهند رنگ نور را تغییر دهند، هدف تبدیل رنگ‌های کم انرژی نور مانند قرمز به رنگ‌های پرانرژی نور مانند سبز و آبی است. تغییر رنگ نور در تکنولوژی سلول‌های خورشیدی پیشرفت چشمگیری را حاصل می‌کند.

 

یک سلول خورشیدی سنتی تنها می‌تواند نور با انرژی بالاتر از یک آستانه‌ی خاص را جذب کند و نور مادون قرمز را عبور می‌دهد، انرژی نور مادون قرمز بعد از عبور از سلول‌ خورشیدی نیز دست نخورده می‌ماند.

 

با این حال اگر نور کم انرژی به نوری با انرژی بالاتر تبدیل شود‌ یک سلول خورشیدی می‌تواند انرژی بیشتری را جذب کند و استفاده از آن مقرون به صرفه خواهد بود.

 

 تیم تحقیقاتی پیش‌بینی کردند که این ایده‌ می‌تواند 25 تا 30 درصد کارایی سلول‌های خورشیدی را افزایش دهد. این تیم تحقیقاتی در کالج VD دانشکده مهندسی مستقر هستند و این ایده توسط Matthew Doty استادیار علوم و مهندسی مواد و دستیار مدیر ساخت نانو تسهیلات VD مطرح شده است.

 

Doty  رهبر پروژه می‌گوید:‌ شعاعی از نور شامل میلیون‌ها واحد منفرد نور به نام فوتون است. انرژی هر فوتون کاملاً با رنگ نور رابطه دارد. فوتون مربوط به نور قرمز انرژی کمتری نسبت به فوتون نور آبی دارد و به آسانی نمی‌توان فوتون قرمز را به فوتون آبی تبدیل کرد، اما می‌توان با ترکیب انرژی هر دو یا چند فوتون‌های قرمز، فوتون نور آبی به دست آورد.

 

تیم VD می‌خواهند، نوعی جدید از نانو ساختار نیمه هادی که مانند چرخ ضامن‌دار عمل می‌کند را طراحی کنند. این نانو ساختار فوتون قرمز را یکی پس از دیگری جذب می‌کند تا هنگامی که الکترون می‌تواند یک فوتون با انرژی بالا گسیل کند، آن را به حالت پایه هل دهد.

 

این نانو ساختارها بسیار ریز بوده و فقط می‌توان با بزرگنمایی یک میلیون بار در میکروسکوپ الکترونی پرقدرت مشاهده کرد.

 

Doty اظهار داشت: تصور می‌کنیم الکترون‌ها در این ساختار همانند زمانی که در یک پارک آبی هستند، عمل می‌کنند اولین فوتون قرمز فقط انرژی کافی برای وارد کردن به یک الکترون را دارد تا این الکترون از یک نردبان سرسره آبی بالا برود دومین فوتون قرمز نیز الکترون را وادار به پیمودن بقیه راه می‌کند.

 

تیم VD ساختارهای نیمه هادی جدیدی شامل چندین لایه از مواد مختلف مانند آرسیند آلومینیوم و گالیم آرسیند بیسموت، با ضخامت چند نانومتر را توسعه داده‌اند. این چشم‌انداز طراحی شده جریان الکترون‌ها را در حالت پایه با انرژی پتانسیل متغیر کنترل خواهد کرد و فوتون‌های یکبار مصرف شده را به انرژی مفید تبدیل می‌کند.

 

در حالی که تمرکز اولیه این پروژه سه‌ساله روی بهبود برداشت انرژی خورشیدی بوده است، تیم کاربردهای پزشکی آن را نیز کشف کرده‌اند.

 

تعدادی از تست‌های تشخیصی و درمان‌های پزشکی از اسکن‌های CT تا PET برای شیمی‌درمانی،‌ روی انتشار رنگ‌های فلورسنت و دارو تکیه دارند.

 

هدف این تیم تحقیقاتی دستیابی به آزادی کنترل شده‌ی دارودرمانی و کاهش آسیب‌های محیطی به بافت سالم است.

 

به  گزارش باشگاه خبرنگاران،‌DOTY می‌گوید: این هدف بسیار پرخطر است زیرا ما هنوز به اثبات مفهوم داده‌ها دست نیافته‌ایم، اما این بسیار هیجان انگیز است که تکنولوژی برداشت بیشتر انرژی خورشیدی با تکنولوژی درمان سرطان کاملاً مشابه است.