Szkło, które umożliwi budowę laserów włóknowych do cięcia tkanek, opatentowali naukowcy z trzech polskich uczelni. Wydajna emisja w zakresie podczerwieni wywołuje efekt koagulacji, co oznacza mniej krwi podczas zabiegów.
Patent na tlenkowo-fluorkowe szkła tytanowo-germanianowe o właściwościach luminescencyjnych w zakresie średniej podczerwieni oraz sposób ich otrzymywania należy do Politechniki Białostockiej (PB), Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach (UŚ) i Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie (AGH).
– Mamy patent na szkło, z którego mogą powstać światłowody wykorzystane w laserach włóknowych do cięcia tkanek ludzkich. Wykorzystane do tego celu promieniowanie podczerwone powoduje koagulację, co oznacza, że przy cięciu poleje się mniej krwi – zapewnia dr hab. inż. Marcin Kochanowicz, prof. Politechniki Białostockiej, cytowany w komunikacie tej uczelni.
Jak wyjaśnia, szkła są domieszkowane jonami lantanowców o właściwościach spektroskopowych. Są one stosowane do budowy światłowodowych źródeł promieniowania, czyli laserów włóknowych. Parametry tych szkieł pozwalają na uzyskanie wydajnej emisji w zakresie środkowej podczerwieni czyli 2,70 mikrometra – 3 mikrometry. Ten zakres jest szczególnie istotny w medycynie i sensorach optycznych.
– Z tych światłowodów można stworzyć lasery włóknowe, które znakomicie nadają się do cięcia tkanek ludzkich, gdzie od razu występuje koagulacja, co oznacza dużą precyzję pracy – objaśnia współtwórca wynalazku.
Opatentowane szkło można także zastosować do badania zanieczyszczenia gazów. – Każdy gaz ma pewne pasma absorpcji i tam, gdzie pokryje się emisja tego naszego szkła, bo to są szkła aktywne, które charakteryzują się emisją promieniowania, możemy nałożyć tę emisję na absorpcję gazu i w ten sposób konstruować czujniki gazów, które zanieczyszczają atmosferę – na przykład amoniak – to jest ten zakres spektralny – dodaje dr hab. inż. Kochanowicz.
Naukowiec przypomina, że światłowód to konstrukcja optyczna, która propaguje promieniowanie w wyniku całkowitego wewnętrznego odbicia. Nie jest to rurka, chociaż istnieją także światłowody kapilarne. W najprostszym wydaniu nawet pręt szklany może być światłowodem na krótką odległość.
Badacze przewidywali, jakie domieszki do szkła mogą uczynić je użytecznymi do emisji promieniowania podczerwonego w zakładanym zakresie fal. W informacji prasowej podkreślają, że tlenek tytanu – jedna z głównych domieszek – jest dostępny bez problemu. Prace prowadzono w komorach beztlenowych. Naukowcy badali właściwości optyczne, termiczne, strukturalne wielu składów. Wybrali szkło optymalne pod kątem i właściwości optycznych i termicznych, które pozwalają na przetwarzanie go w światłowody. PB odpowiadało za część światłowodową, AGH za część strukturalną, a chemicy z UŚ za projektowanie szkieł.
Współtwórcami wynalazku są: prof. dr hab. Wojciech Pisarski z Instytutu Chemii Uniwersytetu Śląskiego, prof. dr hab. inż. Joanna Agnieszka Pisarska z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego, dr hab. inż. Marcin Kochanowicz, oraz prof. dr hab. Dominik Jacek Dorosz z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
PAP – Nauka w Polsce
