Jaudinanti šviesos emisija ir temperatūros matavimas ultragarsu

Jaudinanti šviesos emisija ir temperatūros matavimas ultragarsu

Mechaniliuminescencinė medžiaga per eksperimentą Jenos universitete. Kreditas: Jensas Meyeris / Jenos universitetas

Jei mechaniliuminescencinės medžiagos yra veikiamos išorinio mechaninio įtempimo, jos skleidžia matomą arba nematomą šviesą. Toks sužadinimas gali atsirasti, pavyzdžiui, švelniai lenkiant ar spaudžiant, bet taip pat ir visiškai bekontaktis ultragarsu. Tokiu būdu efektą galima suaktyvinti nuotoliniu būdu ir nukreipti šviesą į vietas, kurios paprastai būna tamsoje, pavyzdžiui, žmogaus kūne. Jei ultragarsinis apdorojimas turi būti naudojamas tuo pačiu metu vietinei šilumai generuoti, tokioje jautrioje aplinkoje svarbu atidžiai stebėti gaminamą temperatūrą. Medžiagų mokslininkai iš Friedricho Schillerio universiteto Jenoje (Vokietija) sukūrė mechanoliuminescencinę medžiagą, kuri gali būti naudojama ne tik vietinei šilumai generuoti naudojant ultragarsą, bet ir tuo pačiu metu teikia informaciją apie vietinę temperatūrą. Jie praneša apie savo tyrimų rezultatus šiandien žurnale. pažangus mokslas.

Puslaidininkiai ir retųjų žemių metalai

Savo darbe Jenos mokslininkai dažnai nagrinėja neorganinių medžiagų mechanines savybes, ypač tai, kaip optiškai galima stebėti mechaninius procesus.

“Mechaniškai sukeltas šviesos emisija gali suteikti mums daug informacijos apie medžiagos reakciją į mechaninį įtempimą“, – aiškina Jenos universiteto profesorius Lotharas Wondraczekas. „Tačiau norint išplėsti taikymo sritį, kartais taip pat reikia gauti papildomos informacijos apie vietinę temperatūrą. —ypač kai sužadinimas atliekamas ultragarsu. Iš pradžių mus domino jutiklių medžiagos itin smulkių dalelių pavidalu, kurios, patekusios į tiriamą aplinką, gali suteikti grįžtamąją informaciją apie tai, kaip ultragarsas sąveikauja su šia aplinka.

Norėdami tai padaryti, Jenos mokslininkai sujungė oksisulfido puslaidininkį su retųjų žemių erbio oksidu. Puslaidininkinė struktūra sugeria mechaninę energiją, kurią suteikia ultragarsinis sužadinimas, o erbio oksidas suteikia šviesos emisiją. Tada skleidžiamos šviesos spektro temperatūrą galima nuskaityti naudojant optinę termometriją.

„Tai reiškia, kad galime paskatinti a temperatūros kilimas iš išorės, išmatuokite jį pagal šviesos emisijos charakteristikas ir taip sukurkite visą valdymo grandinę“, – aiškina Wondraczek.

Taikymas fotodinaminėje terapijoje

Nuotoliniu būdu valdoma šviesos emisija, kartu su temperatūros kontrolė, galėtų atverti visiškai naujas tokių mechaniškai liuminescencinių medžiagų taikymo sritis, pavyzdžiui, medicinoje. „Galima taikymo sritis galėtų būti fotodinaminė terapijakurioje šviesa naudojama kontroliuoti fotofizinius procesus, kurie gali padėti organizmui išgyti“, – sako medžiagų mokslininkas Wondraczek.

Su daugybe atsako mechaniliuminescencinių medžiagų labai pavidalu smulkios dalelės, galima ne tik generuoti šviesą ir šilumą norimoje vietoje, bet jas galima ir specialiai valdyti. Ką biologinis audinys yra skaidrus infraraudonųjų spindulių šviesa skleidžiamas, gydymo metu galima nustatyti ir valdyti pageidaujamą temperatūrą iš lauko. “Tačiau tokios idėjos dar tik gimimo stadijoje. Norint jas įgyvendinti praktikoje, dar reikia labai plačių tyrimų ir studijų.”

Labiau prieinamos kitos programos, kuriose šviesa ir šiluma turi būti įnešami į tamsias vietas tam tikru būdu. Pavyzdžiui, fotosintezė ar kitos šviesos skatinamos reakcijos gali būti specialiai suaktyvintos, stebimos ir kontroliuojamos. Be to, grįžtant į pradžią, medžiaga gali būti naudojama kaip jutiklis, generuojantis ar stebintis medžiagos pokyčius, arba kaip nematomas užkoduotas ženklas ant medžiagos paviršių.


Nauja šviesa apie kieto sluoksnio perovskito medžiagos savybių valdymą


Daugiau informacijos:
Yicong Ding ir kt., Ultragarso sukelta mechanoliuminescencija ir optinė termometrija, nukreipta į stimulams jautrias medžiagas su vienu metu veikiančiomis aktyvinimo atsako ir skaitymo funkcijomis, pažangus mokslas (2022). DOI: 10.1002/advs.202201631

Citata: jaudinanti šviesos spinduliuotė ir temperatūros matavimas ultragarsu (2022 m. birželio 17 d.) Gauta 2022 m. birželio 19 d. iš https://phys.org/news/2022-06-emission-temperature-ultrasound.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačiais studijų ar tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

Leave a Reply

Your email address will not be published.