激光制冷在生物学中的应用

2015-11-25 10:16| 发布者: update| 查看: 3352| 评论: 5

摘要: 科学家团队是通过打造激光纳米晶体来达到这个目的的，将之悬浮于水中，用集中的红外线照亮它。然后发出奇特光的晶体会携带比从激光获得的稍多能量，再从晶体和周围液体中吸走热量。这种纳米晶体能够发射出比吸收的更 ...

通过合理的设计激光用于冷却不是新技术，1995年的时候就演示过这种冷却激光的机制，20年过去了，研究人员Peter Pauzauskie及其团队在液体中造就了冷却激光，用红外极光就能让水降低20℃。

科学家团队是通过打造激光纳米晶体来达到这个目的的，将之悬浮于水中，用集中的红外线照亮它。然后发出奇特光的晶体会携带比从激光获得的稍多能量，再从晶体和周围液体中吸走热量。这种纳米晶体能够发射出比吸收的更多的能量，因为它利用了单个原子的移动。材料的温度与原子移动速度直接相关，绝对零度对应静止的原子。冷却激光发射的红外线设定于某个频率，令向光源移动的原子发射光子，产生独特的光芒，并且降低原子的速度。

虽然培养这种激光晶体需要耗费很多的时间和资金，但据说研究人员可以使用较低成本的水热法（hydrothermal process）。低能红外线的利用，令使用冷却激光在不杀死细胞的情况下精确冷却其中一部分成为了可能，也就能够让科学家以较慢的速度研究生物过程。Pauzauskie还演示了用这种激光冷却普通盐溶液和细胞培养物。未来，待部分问题解决之后，这项技术还能用于冷却高功率激光器，甚至还可能为我们的笔记本和桌面计算机打造无风扇的制冷系统。这项研究即将发表于美国《国家科学院》期刊。