Ученые из Северо-западного и Колумбийского университетов разработали новый тип крошечного лазера, обладающего полной биологической совместимостью и, как следствие, способного работать внутри тканей живых организмов, не нанося им никакого ущерба. Этот лазер имеет размер всего в 150 нанометров и нуждается в очень малом количестве энергии, на его основе можно будет создать новые методы профилактики и лечения неврологических заболеваний, технологий диагностики и т.п.
Итак, зачем может возникнуть необходимость в лазерах, расположенных внутри нашего тела? С такими лазерами могут стать возможны новые методы борьбы с раковыми клетками, которые способны удалить злокачественные ткани из самых укромных уголков, куда невозможно добраться другими способами. Эти же самые лазеры способны расщеплять токсичные белки, наличие которых дает начало болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.
Отметим, что ученым уже удавалось создать лазеры, размерами от 50 до 150 нанометра, что в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса, конструкция которых выполнена преимущественно из биологически нейтрального стекла. Однако, большинство таких лазеров требует для своей работы облучения интенсивным ультрафиолетовым светом, что крайне опасно для любых живых тканей.
При создании нового нанолазера ученые использовали так называемый метод фотонной ап-конверсии (photon upconversion), который позволяет путем поглощения нескольких низкоэнергетических фотонов создать единственный фотон с высокой энергией. В данном случае при помощи метода ап-конверсии низкоэнергетические инфракрасные фотоны превращаются в фотоны света видимого диапазона.
“Созданный нами нанолазер прозрачен и он может произвести видимый луч, когда он накачивается светом, невидимым для наших глаз” – рассказывает профессор Тери Одом (Teri Odom), – “Непрерывное излучение и низкий уровень энергии этого лазера откроют перед нами массу новых областей его применения, в том числе и в съемке изнутри биологических объектов”. И помимо использования нового нанолазера в медицине и биотехнологиях, он, этот нанолазер, может быть использован в квантовых фотонных схемах и микропроцессорах.
