Trasformare la luce infrarossa in luce visibile

Una serie di reazioni chimiche converte una parte spesso inutilizzata dello spettro elettromagnetico in radiazioni più facilmente sfruttabili nei campi più disparati: dalla medicina alla produzione di energia.

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Vedere l'invisibile: la tecnica sviluppata impiega miliardi di "lampadine molecolari" per convertire la radiazione infrarossa in luce visibile.|Melissa Ann Ashley

Un team di scienziati di Harvard e della Columbia University ha messo a punto un processo chimico per trasformare la luce infrarossa in luce visibile, una tecnica che in futuro permetterà di utilizzare innocue radiazioni luminose a scopo terapeutico senza danneggiare i tessuti o, per esempio, di recuperare parte dell'energia solare dissipata e convogliarla su pannelli fotovoltaici. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature.

 

«Le conclusioni a cui siamo giunti sono importanti perché siamo stati in grado di condurre una serie di complesse trasformazioni che di solito richiedono luce visibile altamente energetica, usando una fonte di luce infrarossa e non invasiva», spiega Tomislav Rovis, tra gli autori.

 

Attraverso i tessuti. Tra le più promettenti applicazioni della scoperta c'è l'estensione del raggio di azione e dell'efficacia della terapia fotodinamica, che utilizza la luce in combinazione con farmaci fotosensibilizzanti per eliminare cellule cancerose sulla cute o trattare altre malattie dermatologiche. Attualmente, questo tipo di trattamento può essere utilizzato solo sui tumori superficiali e localizzati (perché la luce visibile non può arrivare più in profondità). Tuttavia se si potesse sfruttare la facilità di penetrazione nei tessuti della radiazione infrarossa, insieme all'intensità di quella luminosa, si potrebbe arrivare più in profondità, e senza bruciare i tessuti sani.

Non si butta via niente. Il nuovo approccio comprende una catena di reazioni chimiche che fondono due fotoni infrarossi in un singolo fotone di luce visibile. In questo modo è possibile raccogliere la radiazione infrarossa a bassa energia e convertirla in luce visibile più facilmente sfruttabile.

 

La tecnica permette quindi di recuperare una parte di radiazione elettromagnetica che altrimenti finirebbe dispersa (visto che la maggior parte delle tecnologie, a cominciare dai pannelli solari, cattura soltanto la luce visibile); e, allo stesso tempo, di sfruttare la capacità delle onde lunghe dell'infrarosso di passare attraverso i materiali densi come plastica, carta, sangue e tessuti, laddove la luce visibile sarebbe semplicemente riflessa.

 

Dritto sul bersaglio. In ambito medico, la terapia agli infrarossi potrebbe trovare applicazione nel trattamento delle lesioni cerebrali, dei nervi danneggiati, della perdita dell'udito e nelle cure oncologiche. «Anziché danneggiare l'intero organismo con un farmaco che causa la morte delle cellule maligne e di quelle sane, un farmaco non tossico combinato all'azione degli infrarossi potrebbe raggiungere selettivamente il sito del tumore e bersagliare le cellule cancerose», aggiungono gli autori. Altri settori di applicazione includono lo stoccaggio dei dati, la sicurezza alimentare, la microelettronica.

 

16 Gennaio 2019 | Elisabetta Intini