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2019-02-01將可見光轉換為紅外光的新技術 未來有望治療癌症等疾病
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【本刊訊】美國哥倫比亞大學（Columbia University）與哈佛大學（Harvard University）的共同研究團隊近日發表於Nature的研究顯示，團隊成功開發出一種全新的化學轉化過程，能將可見光轉化為紅外光，可在無害的情況下穿透活體組織及其他材料，並且不會因高強度的光線導致其他的損害。
研究團隊利用一種稱為三重態融合轉換（triplet fusion upconversion）的技術。在實驗的過程中將2個紅外光光子融合成單個可見光光子。由於目前絕大多數的技術只能捕捉可見光，這也就代表太陽光的光譜中，可見光以外的光線都無法被有效利用。而三重態融合轉換技術則可以收集低能量的紅外光，將其轉換為可見光。這項技術是透過調整轉換組件調節輸出光線，從低能量的紅外光中獲取橙色與藍色光。
研究人員表示，有了這項技術，未來就能夠將紅外光調整至所需的波長，進而能夠穿透各種的紙張、塑料模具、血液及身體組織等。實驗過程中，研究團隊甚至利用脈衝光穿透包在燒杯上的2片培根肉片。
這項研究後續有望提升光動力療法（Photodynamic therapy）的醫療效果。長期以來，科學家不斷地試圖尋找讓可見光穿透皮膚及血液，而不損傷體內器官與組織的辦法。目前用於治療某些癌症的光動力療法，是利用感光劑等特殊的藥物藉由光觸發產生高反應性的氧，並殺死或抑制癌細胞的增長。
現階段光動力療法僅限於局部或人體表面的癌症治療。研究人員表示，這項新技術可以使光動力療法進入以往無法達到的人體區域之中。另外，因為現有治療癌症的藥物不僅會殺死癌細胞，同時也會清除其他體內健康的細胞，而這項新技術則是利用一種結合紅外光的無毒藥物取代現有會傷害人體的藥物。
研究人員表示，這項新技術未來在許多應用端將有極大的潛力。舉例而言，紅外光療法將有助於治療腦損傷、神經及脊髓的受損、聽力損失及其他癌症等相關的治療。其他的應用方面，該技術也將有助於太陽能板的發電及新型藥物的研發等，甚至也可以應用在製造仿生的複合材料及電子零組件的加工等。
新聞來源
Benjamin D. et al., Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion, Nature, 2019.