Injekce umožňuje vidět v infračerveném světle  
Myši s vylepšenou sítnicí o fotoreceptorové nanočástice přeměňující vysokoenergetické fotony začaly vidět v NIR spektru, které je pro ostatní savce za hranicí viditelnosti. Normální zrak zůstal pokusným zvířatům zachován a neblahé účinky zákroku vědci na svých super-myších nepozorovali.
Lidským okem viditelné barevné spektrum. Představuje část elektromagnetického spektra o vlnových délkách 380 až 750 nm  odpovídající  frekvenci 790 – 400 THz.  
Lidským okem viditelné barevné spektrum. Představuje část elektromagnetického spektra o vlnových délkách 380 až 750 nm odpovídající frekvenci 790 – 400 THz.

Za objev IR záření vděčíme britskému fyzikovi Siru Williamu Herschelovi, který hranolem rozložil sluneční světlo a všimnul si, že teploměr umístěný za červenou oblastí optického spektra ukazuje zvýšenou teplotu. Do rozloženého barevného spektra proto vložil sadu rtuťových teploměrů a naměřená teplota v místě jednotlivých barev se směrem k červené zvyšovala. Omylem dal teploměr ještě o kousek dál (za okraj viditelného spektra) a ke svému překvapení zjistil, že právě tam teplota vykázala nejvyšších hodnot. Tak se mu podařilo objevit, že musí existovat jakési neviditelné záření, které přenáší teplo. A protože se toto záření nachází za viditelným červeným pásem, bylo nazváno infračerveným (z latinského infra = pod). T, co Herschel ve skutečnosti objevil, bylo záření, kterému dnes říkáme blízké infračervenému. Práci ale nerozvedl a tak upadla na dlouhou dobu v zapomnění. Infračervené záření bývá často zaměňováno za „tepelné záření“. Měli bychom ale mít na paměti, že povrchy těles zahřívá absorpce libovolného elektromagnetického záření.

 

Sir William Herschel. Pomocí hranolu a teploměrů odhalil, že za červeným spektrem musí být světlo, které nevidíme. Kredit Wikipedia, volné dílo.
Sir William Herschel. Pomocí hranolu a teploměrů odhalil, že za červeným spektrem musí být světlo, které nevidíme. Kredit Wikipedia, volné dílo.

Infračervené záření je elektromagnetické záření s vlnovou délkou větší, než jakou má pro nás to, co označujeme jako viditelné světlo a menší než mikrovlnné záření. IR se dnes dělí na jednotlivá pásma. Ta ale nejsou jednoznačně dána. Pokus, o kterém bude řeč, se netýká celého infra spektra, ale zatím  jen blízkého (near) infračerveného záření neboli NIR, ale v blízké budoucnosti se to má rozšířit.

 

Hadi svou teplokrevnou oběť díky proteinu TRPA1 vidí asi takhle. Kredit: Julius Lab at UCSF.
Hadi svou teplokrevnou oběť díky proteinu TRPA1 vidí asi takhle. Kredit: Julius Lab at UCSF.

Ve spektru NIR svítí i žárovka. Její vlákno má teplotu přibližně 2700°C. Energetická křivka záření žárovky má počátek až na hranici UV a viditelného záření na hodnotě 380 nm a dosahuje svého vrcholu ve vlnových délkách okolo 1100 nm v oblasti infračerveného záření. Viditelná jen asi dvacetina záření, 95 % spadá do oblasti IR (má větší vlnovou délku než 0,8 μm).


Aby člověk viděl v  jiných spektrech, potřebuje k tomu poměrně těžké vybavení (termovize, noktovizory,...). Někteří hadi to ale  dovedou i bez přístrojů. Mají k tomu zvláštní orgán umístěný v dolíčku mezi nozdrou a okem a ten jim dovoluje zaměřit teplokrevnou kořist i potmě. Přišlo se na to u chřestýšů, kteří mají ve zmíněné jamce pod okem hodně proteinu TRPA1. Když na něj dopadne infračervené světlo, vydá ionty do nervů a ty přenesou vzruch do mozku. Díky tomu had vidí podobně, jako my se speciální kamerou. My lidé přitom máme zmíněný „hadí“ protein také. Je součástí naší nosní sliznice. Místo infravidění ho máme asi proto, aby gurmánům dovoloval vychutnat si isothiokynáty japonského křenu wasabi. Ten se vyznačuje  velmi silnou pálivou chutí podobnou pálivým papričkám, ale na rozdíl od kapsaicinu rychle odezní. My, kteří máme k restauracím, kde pravý křen wasabi (ne jeho náhražku "seiyó wasabi " alias západní wasabi) servírují, jistou averzi, nemusíme truchlit. Poznat jak chutná aktivace proteinu TRPA1 lze i tak, že si člověk navleče žlutou vestu a vydá se s davem do míst, kde rozhánějí slzným plynem.  Možná není na škodu také vědět, že i když různá záření nevidíme, jejich energie je v oku absorbována a mění se v teplo. Pokud si necháme na sebe svítit silným IR laserem, může to z nás udělat slepce i tehdy, když budeme mít na nose sluneční brýle, neboť IR záření prochází UV filtrem.

Tian Xue, vedoucí výzkumného kolektivu, University of Science and Technology, Hefei City, Anhui, P.R.China.
Tian Xue, vedoucí výzkumného kolektivu, University of Science and Technology, Hefei City, Anhui, P.R.China.


Ze studie zveřejněné nyní v časopise Cell vyplývá, že s pomocí nanotechnologie je možné upravit oko tak, že světlo blízké infračervenému začne  vidět podobně, jako světlo viditelné. Prokázal to pokus na myších. Ty po jedné injekci nanočástic viděly objekty v neviditelném spektru po dobu až deseti týdnů. Autoři zprávy uvádějí, že vedlejší účinky byly minimální. Ošetřeným myším to  umožnilo vidět neviditelné světlo nejen potmě, ale i během dne a to s dostatečnou přesností, aby byly schopny rozlišit mezi různými tvary objektů.

 

Gang Han, biochemik, jediný zahraniční spoluautor studie. Kredit:  University of Massachusetts.
Gang Han, biochemik, spoluautor studie. Kredit: University of Massachusetts.

Zmíněné komplikace v podobě zakalené rohovky se vyskytly jen výjimečně. Nejspíš jen jako důsledek injekčního zákroku, protože se stejné problémy v obdobné frekvenci vyskytly i u kontrol, jimž aplikovali do oka pouze roztok bez nanočástic. I v případech komplikací se vše upravilo do normálu za méně než týden. Z pohledu budoucích aplikací je nejdůležitějším poznatkem, že žádný z dodatečně provedených testů nenaznačoval, že by subretinální injekce s nanočásticemi strukturu sítnice nějak poškozovala.

 

Concanavalin A je lektin z rostliny chlebovník. Nanočásticích propůjčuje funkci kotvy, kterou se přichycují k světločivným buňkám sítnice.
Concanavalin A je lektin z rostliny chlebovník. Nanočásticích propůjčuje funkci kotvy, kterou se přichycují k světločivným buňkám sítnice.

Sítnice (latinsky retina) je vnitřní tenká vrstva oka obratlovců. Její hlavní funkcí je snímání a předzpracování světelných signálů přicházejících na sítnici skrze čočku. Působením světelných paprsků pronikajících do oční koule dochází v tyčinkách a čípcích ke vzniku chemické reakce a následnému vzniku nervových impulsů přenášených do centrálního nervového systému. Látka obsažená ve fotoreceptorech, u níž dochází k rozkladu působením světla, se nazývá rodopsin. Aby detekoval i NIR záření, je třeba mu  vlnovou délku zkrátit.

Na řezu sítnicí je vidět, že se nanočástice (zeleně) ochotně navázaly především na buňky zvané tyčinky (na obráku vlevo), do jisté míry i na kratší buňky zvané čípky (vpravo).  Kredit: Yuqian Ma, et al., 2019
Na řezu sítnicí je vidět, že se nanočástice (zeleně) ochotně navázaly především na buňky zvané tyčinky (na obrázku vlevo), do jisté míry i na kratší buňky zvané čípky (vpravo). Kredit: Yuqian Ma, et al., 2019

 

V pokusu s myšmi vědci hovoří o implantaci nanoantén. Ve skutečnosti jde o injekci biokompatibilních částeček, které se vážou na světločivné buňky v sítnici a tam fungují jako převaděči elektromagnetického záření.  Záření o dlouhé vlnové délce převedou na kratší. Nanočástice mají rozměr 38 nanometrů a tím nejdůležitějším v nich jsou krystalky NaYF4. Ony jsou schopny luminiscence - excitují při  980 nanometrech a emitují na 535 nanometrech.  Jinak řečeno, převedou pro nás neviditelné „červené“ světlo na zelené.

Že myši skutečně vidí v infraspektru dokázal pokus v němž předem vycviřené na pamlsek se po aplikaci nanočástic dokázaly orientovat i když symboly svítily jen v IR spektru. Kredit: Yuqian Ma, et al., 2019.
Že myši skutečně vidí v infraspektru, dokázal pokus, v němž předem vycvičené na pamlsek se po aplikaci nanočástic dokázaly orientovat, i když symboly svítily jen v IR spektru. Kredit: Yuqian Ma, et al., 2019.

Pochopitelně, že krystalky museli vědci vylepšit, aby se na buňkách v oku udržely. Docílili toho jejich obalením  concanavalinem A. Do funkce doručitele přesvědčili nejjednodušší z nenasycených  karboxylových kyselin - kyselinu akrylovou (v polymerované formě). Concanavalin (psán někdy jako konkanavalin) je lektin z rostliny zvané chlebovník. V tomto případě využili jeho ochoty vázat se na glykolipidy. Nanočásticím dělá něco jako kotvu, kterou se přichycují na fotoreceptory buněk odpovědné za nervovou stimulaci po absorpci dopadajících fotonů. Ze školních dob si pamatujeme, že tyto buňky jsou dvojího typu: tyčinky a čípky. Čípky jsou citlivé na světlo různé barvy, čili různé vlnové délky, různé intenzity a různé sytosti barev. Jsou prvními neurony sítnice a jsou zodpovědné za zrakovou ostrost. V nejhojnějším počtu jsou v centrální jamce (fovea centralis), což je malá jamka ve žluté skvrně. Směrem k periferii sítnice jejich hustota postupně klesá. Celkem jich v oku máme asi 6 milionů.

 

Podle autorů to je předzvěst vylepšování lidských schopností o takové, jaké od přírody nemáme. Budoucnost svého oboru vidí v tom "nejlepším světle a nejlepších barvách“. Spektrum použitých nanočástic hodlají ještě vyladit, aby lépe vyhovovaly buňkám zvaných čípky. Tedy těm, které máme koncentrované ve žluté skvrně, aby i výsledný obraz v NIR světle byl ostřejší. Použitím jiných nanočástic a jejich kombinací, by mělo jít rozšiřovat zviditelňování i dalších energetických spekter, nejen NIR.  Také chtějí techniku vylepšit v tom smyslu, aby se používaly jen materiály, které již byly schváleny FDA k použití ve zdravotnictví.

 

Uplatnění nanotechnologie v praxi nám slibuje vidět věci, které dovolovala jen termovize.
Uplatnění nanotechnologie v očním lékařství nám možná časem dovolí vidět i věci, jaké jsou na tomto videu.

Závěr

Je těžké nyní odhadnout, zda poznatek v dohledné době najde nějaké rozumné uplatnění. Zcela jistě již zavětřili generálové. Své vojáky už mají ověšené tolika udělátky, že místo hbitých bojovníků začínají připomínat vánoční stromečky neschopné pohybu. Představa, získat za cenu jedné injekce „materiál“, který bude schopen vidět obrysy protivníka v běžně neviditelných spektrech, musí být pro oficíry hodně lákavá. Nový poznatek určitě nenechal klidnými ani pracovníky služeb odkázaných na šifrování. Nadšení západního světa ale musí poněkud kazit skutečnost, že všichni autoři, včetně vedoucího týmu jsou Číňané a že ti rozhodující jsou zaměstnanci čínských univerzit a ústavů.


Video:  Nanotechnologie umožňující vidět v NIR spektru. Kredit: Ma et al. Cell 2019



Literatura

Ma et al.: "Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae."  Cell, https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30101-1 , DOI: 10.1016/j.cell.2019.01.038

Datum: 03.03.2019
Tisk článku

Možnosti transgrese - Petrů Marek
 
 
cena původní: 150 Kč
cena: 150 Kč
Možnosti transgrese
Petrů Marek
Související články:

Zvířecí mozky s čipem vytvořily „nad-mozek“ schopný řešit úkoly     Autor: Josef Pazdera (06.03.2013)
Opalujeme se i v noci?     Autor: Josef Pazdera (21.08.2016)
Vakcína proti melanomu     Autor: Josef Pazdera (16.11.2017)



Diskuze:

Teplota oka

Vojtěch Kocián,2019-03-05 07:21:49

Zajímavé, že tu nikdo nezmínil hlavní problém při úpravě savčího oka na detektor tepelného záření, kterým je jeho vlastní teplota. Pokud by se povedlo dosáhnout citlivosti v pásmu, kde lidské tělo vyzařuje, upravené oko by osleplo, protože by bylo zahlceno vlastním tepelným šumem. Pro NIR to není problém, což je vidět i u snímačů digitálních fotoaparátů, ale snímací čipy termokamer potřebují chlazení na nižší teplotu, než má snímaný objekt, a to je uvnitř oka samozřejmě nemožné. Hadi mají obvykle tělesnou teplotu nižší než savci, tak jim to funguje.

Odpovědět


Re: Teplota oka

Jitka Chovatelka,2019-03-05 07:57:26

Nesmysl. Přijeďte k nám do Hradcea pane Kociáne. Můžete si dát ruku do teraria vyhřátého na 37 stupňů Celsia k chřestýšovi. Zhasneme a pustíme hlasitou hudbu. Názor, že to hadům funguje jen proto, že jsou studenokrevní, Vás rychle přejde.

Odpovědět


Re: Re: Teplota oka

Vojtěch Kocián,2019-03-05 13:16:48

Hadi mají i skvělý stereoskopický "čich", vnímají vibrace podkladu a proudění vzduchu, takže ani horko a tma je neoslepí úplně.

Odpovědět


Re: Re: Teplota oka

Jitka Chovatelka,2019-03-05 17:47:03

Nebojte, hadi jsou v místnosti, kde se množí i jejich potrava a krom toho miniaturní králíci chovaní na prodej. A vibrace, vždyť říkám, že pustíme nahlas hudbu, a v terariu na jeklech v dvojdomku u silnice když je soused kutil, tak ty taky vyřadíme třeba pračkou. Jsme teraristy už 12 let a už jsme něco odpozorovali. Nechcete někdo agamu?

Odpovědět


Re: Teplota oka

Jan Novák9,2019-03-05 20:33:58

Nemyslím že termokamera k mobilu má nějaké extra chlazení, a to píšou že snímá teploty od -40°C.

Odpovědět

jj. je to nadějné

Jirka Vopěnka,2019-03-03 23:03:52

Fotonová up and down konverze je nanočásticemi uskutečnitelná. To pole působnosti tak vskutku může být hodně široké a to z obou konců viditelného spektra. Své slovo tu jistě řeknou i organické materiály. I ty jsou schopné fotonové konverze a s těmi organickými se v poslední době doslova roztrhl pytel.

Odpovědět

Kolik asi bude vhodných luminifórů?

Milan Fojtek,2019-03-03 21:02:10

Ne že bych byl zastáncem dloubání do oka, ale kluci šikmoocí se asi nebudou moc zdráhat použít další luminifory. Otázkou je, zda všechny soli Ca,Sr, Bi, Mn, Ba,Cu, wolframany, wolframity, sulfidy,… se dají k něčemu praktickému yužít. Teoreticky by mělo jít nejen spektrum rozšiřovat, ale třeba jen některé barvy si nechat zvýraznit. Něco jako malovat si svět na růžovo. A nebo se nechat opticky upozornit, když se přiblížím něčemu radioaktivnímu. Co by za to lidi typu Litviněnka dali… Uvidíme, čím vším nás tato technologie ještě překvapí, možná to bude víc než jen co dovede termokamera.

Odpovědět

Poradi autoru

Roman Sobotka,2019-03-03 18:13:34

Jak uz tu zaznelo, jde o vnimani uzkeho pasu infracerveneho zareni (980 nm, v oku te mysi se prevede na 550mn, ktere pak normalne vidi). Termovize detekuji cele siroke spektrum vlnovych delek or NIR az k mikrovlnam, takze to je opravdu hodne daleko.

Ale poznamka k poradi autoru, to je zajimave tema, a pro nevedce asi hodne necitelne (promin Pepo :). Je to vlastne na cele pojednani. Ve zkratce, vyznam autoru neni dan poradim od prvniho do posledniho, ale nejmene 'hodnotna' pozice je casto uprostred, nebo tak 3-4 mista od konce. Tato publikace je dobry priklad, jak se to licituje. Prvni misto je nicmene zasadni, vetsinou je to 'junior' vedec (postdoc, PhD student), ktery se s tim nejvice natrapil v laboratori. Ale podobne dulezity je korespondujici autor (senior vedec, sef tymu), mel by mit konecnou odpovednost za vysledky a interpretaci. V teto publikaci jsou 3 korespondujici autori (coz je mozne). Jednim je druhy autor (asi jako naplast, ze neni prvni), pak predposledni a posledni (dva senior sefove). Zaroven maji prvni tri 'equal contribution', coz je take dulezite - formalne, jako by byli vsichni prvni. 4 autori z 10 maji afilaci k UMMS (USA), je to tedy docela vyrovnana US-Cinska kooperace. Patent drzi posledni dva autori, coz je dalsi klicova zalezitost.

V poradi autoru a korespondovani muze by i hodne politiky, hlavne u publikaci do top casopisu jako je Cell a spol. Rozdil, mezi prvnim a druhym mistem, rozhoduje o dalsi kariere, takze to muze byt i slusne vyhrocene. A treba i ne uplne fer. O poradi rozhoduje korespondujici autor (typicky, ten posledni).

Odpovědět


Re: Poradi autoru

Josef Pazdera,2019-03-03 20:01:36

Yuqian Ma, Jin Bao, Yuanwei Zhang jsou tři Číňané, kteří se podíleli stejnou měrou. Jsou na prvních třech místech publikace a všichni jsou vedeni na čínských pracovištích jako kmenoví zaměstnanci (zdůrazňuji kmenoví). Yuanwei Zhang je nyní na NJIT, ale nikde není řečeno, že na trvalo. Korespondence je směrována na Zhanjun Li na americké pracoviště. Nicméně není uveden jako spolupraccovník, který by se podílel na výsledcích "stejnou měrou" (tudíž významně). Mohu tedy dedukovat, že má blíž k angličtině a je mu snazší vyřizovat agendu a proto je uveden jako korespondující. Xiangyu Zhou, Changlin Wan, rovněž pracují v Číně. Pravdou je, že Ling Huang a Yang Zhao jsou nyní na americkém pracovišti. Nicméně z mně dostupných pramenů čínsko-americká vyváženost z toho nevyplynula. To, na čem se nejspíš shodneme je, že vedoucí týmu a hlavní osobou v tomto případě je Tian Xue. Ten ale figuruje na dvou pracovištích Technologickém isntitutu (Anhui) a v Centeru Excelence pro výzkum mozku a iteligence v Šanghaji. Obě pracoviště jsou tedy v Číně. To, co jsem svou poznámkou chtěl sdělit je to, že v publikaci nefiguruje ani jeden Američan. Všichni autoři jsou Číňané, včetně toho rozhodujícího. To je řekl bych to podstatné, zbytek je nepodstatný.

K tomu co je a co není hodně daleko mi je těžko se vyjadčovat. Podle mne to tak daleko není. Jak už mne někdo v diskusi předešel, tak autoři již pracují na dalších nanočástečkách, které mají spektrum viditelnosti rozšířit. Osobně si myslím, že injekce do oka zrovna není moc perspektivní směr, ale mohu se mýlit. Jak široké spektrum se jim podaří touto metodou zviditelňovat, bude záviset na použitých nanokrystalech a jejich složení (případně na použití jejich směsí). Jak široké spektrum to bude bychom se měli dočíst snad už brzo.

Odpovědět


Doručitel, kyselina polyakrylová (v textu vedle obr. hidden platform) je již po polymeraci navěky zcela nasycena, na rozdíl od myši (i s dopingem do oka).

Josef Hrncirik,2019-03-03 20:28:36

Odpovědět


Neměli by PRC vědci raději místo vylepšování predátorů raději vylepšit fotosyntézu producentů tabáku či konopí?

Josef Hrncirik,2019-03-03 20:49:29

Odpovědět

Nejen vojáci

Jaroslav Lepka,2019-03-03 13:16:42

řekl bych, že se těší i myslivci.

Odpovědět


Re: Nejen vojáci

Josef Hrncirik,2019-03-04 20:39:31

Těší se též policie PRC na lepší zaměřování laserové palby a hlavně
Ujguři Fa-Lun-Kung, (že obdrží ze zahraničí potřebné injekce)
a že potom budou moci celý týden uskakovat před stále přesnější palbou.

Odpovědět

NIR vs. termovize

Jenda Hrach,2019-03-03 12:50:01

Přijde mi, že se v článku pletou dvě věci, a to near infrared (zmíněných 980 nm, to co vidí běžné IR kamery, a není to zas tak fascinující, jenom jsou kytky světlé a tak) a termovize (což je technicky velmi far infrared), ze které jsou ty dva snímky a které zachytit je podstatně složitější (na rozdíl od NIR to například vyžaduje kompletně jinou optiku, takže jen tak nějakou injekcí do oka se to neudělá).

A spíš by mě překvapilo, kdyby ten had měl ten receptor s „rozlišením“ větším než pár „pixelů“.

Odpovědět


Re: NIR vs. termovize

Pavel Hudecek,2019-03-03 17:10:17

Ano je to tak, článek je co do terminologie značně zmatený.

Jednak si plete IR a UV, když se hovoří o přeměně vysokoenergetického záření. V porovnání s viditelným je IR samozřejmě nízkoenergetické.

A pak je zmatek v těch drucích IR. Objev se týká blízkého IR (NIR), které opravdu tvoří většinu slunečního světla a taky ho nechtěně vidí kamery a foťáky, zejména v záběrech s ohněm a žhavými uhlíky.

Ale věci, o které se nepopálíte, vyzařují jen vzdálené IR (FIR)a na to se kouká ten hadí receptor i termokamery. Takže vojákům to termovizi nenahradí. Pokud protivník nebude mít pochodeň, injekce s jeho nalezením nepomůže.

Ovšem mohlo by to pomoct zásahovce, co si svítí IR baterkama a kouká noktovizorem. Těm by pak stačily jen ty baterky.

Odpovědět


Re: NIR vs. termovize

Vlado Tabery,2019-03-03 18:21:28

Pozor pánové,
jiné materiály jsou schopny fluoreskovat při osvitu jinými frekvencemi. Jde tedy jen o jejich rozšíření a najít netoxické a nebo je něčím inertním obalit. Pak se užití technlogie bude týkat i oblastí onichž uvádíte, že se jich to netýká. Ale to je omyl.

Odpovědět


Re: Re: NIR vs. termovize

Josef Hrncirik,2019-03-03 20:56:45

Problémy s up konverzí a jejich řešení probírá zdarma 10.1016/j.biomaterials.2019.02.008 (PRC?, G, ČR, PRC?, ČR, PRC?)

Odpovědět


Re: Re: NIR vs. termovize

Pavel Hudecek,2019-03-04 13:04:16

Na druhou stranu je dobré si uvědomit, že všechny procesy mají nějaké hranice. A to je v našem případě hranice začátku FIR (*). Viditelné světlo a jeho blízké okolí excituje elektrony, FIR tohle už neumí a jeho excitace se odehrávají na úrovni rotačně-vibračních stavů molekul. Tzn. můžeme vzít 2 fotony 1000 nm, dvojitě excitovat elektron ve vhodné konfiguraci a on pak vyzáří něco kolem 500 nm. A je jasné, že totéž půjde i s mírně jinými hodnotami, třeba z z 1200 na 600. Ale není reálné, a by se vzalo 10 fotonů 7000 nm, co vyzářila vlažná ruka a z toho se poskládalo viditelných 700 nm. A kdyby to náhodou nějak šlo, tak stejně narazíme na problém, že ty dlouhé IR se prostě vůbec nedostanou do oka. Prochází v podstatě jen krystalama s iontovou vazbou a občas nějakými speciálními plasty (používají se např. v PIR čidlech).

*Trochu se to komplikuje tím, že NIR a FIR mají několik definic, v některých je mezi nimi ještě MIR (medium infrared). Případně se používá dělení na short a long. Jisté ale je, že když má foton jednotlivé eV, excituje elektrony, když má desetiny, tak tohle nedělá.

Odpovědět


Re: Re: NIR vs. termovize

Milan Štětina,2019-03-04 13:32:01

On ten posun na vzdálenější IR oblasti není jen o tom najít jiný materiál. Energie fotonu je E = h*f = h*c/lambda. Delší vlnové délky mají tedy menší energii. Aby se mohl vyzářit foton s kratší vlnovou délkou, musí elektron/molekula/senzor přijmout několik IR fotonů, aby se vyzářil jeden viditelný foton (taky může mít senzor další zdroj energie - v případě molekuly tedy na ni svítit viditelným světlem - to pro zmiňované použití nelze; ještě by teoreticky mohlo jít získávat potřebnou energii chemicky - spalovat cukr). Pro konverzi z 980nm na 550nm stačí dva IR fotony, pro 2000nm už potřebuji 4 fotony, pro 10um (kde je maximum vyzařování těles s teplotou 30°C) už je to 20 fotonů. Přičemž molekula vydrží v excitovaném stavu jen krátce (v článku odkazovaném p Hrnčiříkem se píše, že jimi zkoumaná molekula vydrží 260us, což je prý nezvykle hodně), takže aby to vůbec fungovalo, muselo by těch fotonů být fakt hodně.
Další problém je s čočkou, jak už je zmíněno výše (musí být pro uvažované vlnové délky průhledná a nesmí moc svítit).
Takže blízké IR (kolem 1 až 1.5um) lze, i když citlivost asi nebude velká, něco dalšího bude vyžadovat úplně jinou technologii.
Jiná věc je UV - to má dostatek energie, tam je to mnohem snazší (i když pořád zůstává ten problém s čočkou).

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace