Các nhà khoa học đã phát triển được một loại tia laser kích cỡ nano (nanolaser) mới có thể hoạt động được bên trong các mô sống mà không gây tổn hại đến các tổ chức này.

Loại tia này có ứng dụng tiềm năng trong điều trị các bệnh lý thần kinh thuộc các tổ chức não sâu như động kinh hoặc có thể nhận biết được các chất chỉ điểm sinh học của quá trình bệnh lý.

Từ những rào cản kỹ thuật…

Trong khi hiện tại có rất nhiều ứng dụng cần đến các tia chiếu laser có kích thước ngày càng nhỏ thì các nhà khoa học lại liên tục bị vướng vào cùng một loại rào cản chung đó là nanolaser có xu hướng kém hiệu quả hơn nhiều so với các loại tia chiếu tương ứng có kích thước lớn hơn. Và đặc trưng của loại laser này là cần đến các bước sóng ngắn hơn như ánh sáng cực tím (UV) để cung cấp năng lượng cho chúng. Điều này là bất lợi vì đối với các loại môi trường khác biệt trong đó chúng ta muốn sử dụng các tia chiếu laser nhỏ thì lại dễ bị tổn hại bởi bức xạ UV. Hơn nữa, lượng nhiệt thừa sinh ra do quá trình vận hành không hiệu quả.


Loại tia nanolaser tương thích sinh học mới có thể giúp điều trị các rối loạn thần kinh.

...đến việc việc tạo ra loại nanolaser mới

Nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia và Đại học Northwestern (Hoa Kỳ) đã tạo được một loại tia chiếu nanolaser mới có thể giải quyết những vấn đề này bằng kỹ thuật chuyển đổi ngược photon ánh sáng (gọi là photon upconversion). Trong quá trình chuyển đổi này, các photon năng lượng thấp được hấp thu và chuyển thành một photon có năng lượng cao hơn. Trong dự án này, các nhà nghiên cứu bắt đầu với các photon hồng ngoại năng lượng thấp, "thân thiện sinh học” và chuyển đổi ngược chúng thành các tia laser nhìn thấy được. Tia laser thu được có thể thực hiện chức năng trong điều kiện năng lượng thấp và có bước sóng ngắn hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến. Tia nanolaser này là trong suốt nhưng có thể tạo ra những photon nhìn thấy được khi được bơm truyền quang với bức xạ ánh sáng mà mắt thường không thể nhìn thấy. Đặc điểm dạng sóng liên tục năng lượng thấp sẽ mở ra vô vàn ứng dụng mới mà đặc biệt là trong chụp ảnh sinh học. Một tính chất thú vị khác nữa là loại tia laser siêu nhỏ này có thể hoạt động được ở các mức năng lượng thấp hơn rất nhiều so với bất cứ loại laser nào hiện có.

Với độ dày vào khoảng 50-150 nanomet, tia chiếu laser mới này chỉ có kích cỡ bằng 1/1.000 bề dày của một cọng tóc. Ở kích thước này, chúng có thể hoạt động và thực hiện được chức năng ở các mô sống và cho thấy đặc biệt hứa hẹn để chụp ảnh bên trong các tổ chức này.

Loại tia này có ứng dụng tiềm năng trong điều trị các bệnh lý thần kinh thuộc các tổ chức não sâu như động kinh hoặc có thể nhận biết được các chất chỉ điểm sinh học của quá trình bệnh lý. Thiết bị tạo tia chiếu nanolaser có đặc điểm cấu tạo chủ yếu bằng thủy tinh với bản chất tương thích sinh học. Không những thế, chúng còn có thể được kích thích với các bước sóng ánh sáng dài và phát xạ ra các bức xạ có bước sóng ngắn hơn. Ánh sáng có bước sóng dài cần thiết để chụp ảnh sinh học vì chúng có thể thâm nhập sâu hơn vào các mô so với các lượng tử ánh sáng ở bước sóng nhìn thấy được.Còn những bức xạ có bước sóng ngắn hơn lại phù hợp đối với các vùng có cùng độ sâu. Các nhà khoa học đã thiết kế được một hệ thống sạch về mặt quang học có thể đưa ánh sáng laser ở bước sóng nhìn thấy thâm nhập vào được những vùng sâu mà chỉ có các bức xạ có bước sóng dài hơn mới đến được. Loại tia chiếu nanolaser mới cũng có thể vận hành được trong một không gian cực kỳ chật hẹp, bao gồm các vi mạch lượng tử và hệ vi xử lý của các loại thiết bị điện tử siêu nhanh và ít tiêu tốn năng lượng.

Hy vọng trong tương lai không xa, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều ca bệnh khó có thể được điều trị một cách đơn giản, nhanh chóng và hiệu quả.


Theo Báo SKĐS

Các tin khác


Hà Nội thông báo nước sạch sông Đà không còn vệt dầu, khuyến nghị dùng tắm giặt

Chiều tối ngày 17/10, UBND thành phố Hà Nội phát đi thông báo nước sạch sông Đà không còn vệt dầu, khuyến nghị dùng tắm giặt.

Khởi tố vụ án gây ô nhiễm nguồn nước sạch cung cấp cho thành phố Hà Nội​

(HBĐT) - Chiều 17/10, tại cuộc họp báo thông tin về việc ô nhiễm nguồn nước sạch cung cấp cho thành phố Hà Nội, lãnh đạo Công an tỉnh Hòa Bình cho biết đã khởi tố vụ án hình sự.

Hướng đến mục tiêu không để xảy ra cháy, nổ, mất an toàn

(HBĐT) - "Cháy, nổ thường để lại thiệt hại nặng nề về tài sản, thậm chí gây thương vong cho con người. Phòng, chống cháy, nổ (PCCN) là một yêu cầu hết sức cần thiết đối với mọi người, đặc biệt là các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất. Do vậy, những năm qua, công tác PCCN luôn được Ban Quản lý (BQL) các khu công nghiệp (KCN) tỉnh quan tâm, yêu cầu các doanh nghiệp thực hiện nghiêm túc. Đồng thời, chủ động phối hợp chặt chẽ với các cơ quan, ngành chức năng của tỉnh thực hiện tốt công tác kiểm tra, theo dõi, giám sát các doanh nghiệp đầu tư, hoạt động sản xuất, kinh doanh (SXKD) tại các KCN nhằm hướng đến mục tiêu không để xảy ra cháy nổ, mất an toàn" - đồng chí Dương Như Rụ, Phó BQL các KCN tỉnh nhấn mạnh.

Châu Âu cảnh báo tình trạng ô nhiễm không khí

Trong báo cáo được công bố ngày 16-10, Cơ quan Môi trường châu Âu (EEA) cho biết, chất lượng không khí ở mức kém đã gây ra khoảng 400 nghìn trường hợp chết yểu tại châu Âu trong năm 2016, và đến nay số liệu này vẫn còn giá trị. Theo EEA, gần như tất cả người dân sống tại các thành phố của châu Âu đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm gây hại cho sức khỏe con người.

Khẩn trương thực hiện chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ về việc đảm bảo an toàn nguồn nước cung cấp cho Nhà máy nước sông Đà

(HBĐT) - Thực hiện chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc, ngày 16/10, UBND tỉnh đã có Công văn số 6666/VPUBND-NNTN chỉ đạo Sở TN&MT và Công ty CP đầu tư nước sạch sông Đà khẩn trương khắc phục sự cố, đảm bảo an toàn nguồn nước mặt sông Đà kịp thời cung cấp nguồn nước sạch, bảo đảm chất lượng cho nhân dân.

Diễn tập phương án chữa cháy tại Công ty TNHH HNT Vina

(HBĐT) - Công ty TNHH HNT Vina tại khu công nghiệp Lương Sơn (Lương Sơn) vừa phối hợp với Phòng Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ (Công an tỉnh) thực tập phương án chữa cháy. Đây là doanh nghiệp nước ngoài đã hoạt động hiệu quả hơn 5 năm tại Hòa Bình. Công ty chuyên sản xuất các linh kiện, phụ kiện điện tử như camera module, module nhận diện vân tay, máy ảnh dùng cho điện thoại di động… và tạo việc làm cho trên 2.000 lao động.

Xem các tin đã đưa ngày:
Tin trong: Chuyên mục này Mọi chuyên mục