획기적인 태양광 패널 소재는 새로운 암 치료법의 길을 열어줍니다.

캘리포니아주 리버사이드 — 언젠가 텔레비전에 나오는 물질이 암 치료에 도움이 될 수 있을까요? 과학자들이 개발한 획기적인 소재는 태양광 패널 기술에 혁명을 일으키고 암 치료 발전을 촉진할 잠재력을 갖고 있습니다. 최근 연구에 따르면 초소형 실리콘 나노입자와 OLED TV에서 발견되는 것과 유사한 유기 성분으로 구성된 이 복합재는 분자 간 에너지 교환을 향상시키고 저에너지 빛을 고에너지 빛으로 변환할 수 있습니다.

UC Riverside의 기계 공학 및 재료 과학 교수인 Lorenzo Mangolini 박사는 특수 실리콘 나노입자를 생산할 수 있는 몇 안 되는 실험실 중 하나를 이끌고 있습니다.

“새로운 소재는 서로 다른 구성 요소 간에 에너지를 효율적으로 교환하려는 이전 시도를 개선합니다. 다양한 응용 분야에 대한 엄청난 가능성이 있지만 인간 건강 관점에서 가장 중요한 것 중 하나는 암 치료입니다.”라고 Mangolini 박사는 대학 발표에서 설명합니다.

이 복합재는 연구팀이 입증한 과정인 광자 상향 변환을 통해 입사광보다 더 높은 에너지로 빛을 방출할 수 있습니다. 자외선 레이저 광과 같은 고에너지 광은 암 조직을 공격할 수 있는 자유 라디칼을 생성할 수 있기 때문에 이 획기적인 발전은 암 치료에 큰 가능성을 제시합니다. 그러나 자외선은 조직 깊숙이 침투할 수 없습니다. 반면, 근적외선은 조직 침투력이 뛰어나지만 원하는 라디칼을 생성하는 에너지가 부족합니다. 새로운 물질은 저에너지 빛을 고에너지 형태로 변환함으로써 이러한 격차를 해소하고 표적 암 치료를 위한 잠재적인 솔루션을 제공합니다.

더욱이, 이 복합재의 응용은 태양 에너지 분야로 확장됩니다. 일반적으로 태양광 패널을 통과하는 근적외선을 활용하면 태양전지의 효율이 크게 향상될 수 있습니다.

“우리는 일반적으로 이러한 셀에서 활용되지 않는 저에너지 광자를 활용하여 어레이를 훨씬 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 이를 통해 최적화하면 태양광 패널의 크기를 최대 30%까지 줄일 수 있습니다.”라고 Mangolini는 이론화합니다.

이 신소재의 의미는 암 치료 및 태양광 패널을 넘어서는 것입니다. 바이오 이미징, 조명 기반 3D 프린팅, 안개가 자욱한 상황에서 자율주행차를 위한 광 센서 강화 등의 활용은 이러한 분야의 발전을 의미합니다.

교신 연구 저자인 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 션 로버츠(Sean Roberts) 교수는 이번 성과가 최초라고 말하며 획기적인 성과에 대해 흥분을 표현했습니다.

이 복합 재료의 성공적인 개발은 재료 과학 분야의 새로운 지평을 열었으며 태양 에너지 활용 및 암 치료 분야에서 상당한 발전을 약속하며 더 밝고 건강한 미래에 대한 희망을 제공합니다.

이 연구는 Nature Chemistry 저널에 게재되었습니다.

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