Sobre las notables propiedades ópticas no lineales del licopeno natural del tomate

Jun 05, 2023

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 9078 (2022) Citar este artículo

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En línea con el renovado interés en desarrollar nuevos materiales ópticos no lineales (NLO), las propiedades NLO del licopeno natural se informan por primera vez en la literatura científica. En correlación con su conformación lineal de electrones π conjugados 1-D, se muestra que el licopeno natural exhibe una no linealidad de tercer orden significativamente elevada χ(3) tan alta como 2,65 · 10-6 esu, el valor más grande de cualquier fitocompuesto natural investigado. hasta ahora, incluido el β-caroteno. Además de una absorción saturable, el correspondiente efecto de autodesenfoque observado en el licopeno parece ser el resultado de una no linealidad térmica. La respuesta no lineal acoplada a la fluorescencia observada en el rango espectral visible apunta a una posible aplicación de terapia fotodinámica, así como a la posibilidad de diseñar nuevos nanomateriales NLO híbridos basados ​​en licopeno.

Los materiales ópticos no lineales (NLO) han progresado gradualmente durante los últimos 20 años a pesar de una intensa investigación en curso con miras a descubrir nuevos materiales NLO1,2,3. Esta investigación de nuevos materiales NLO está impulsada por las apremiantes aplicaciones tecnológicas de fotónica relacionadas con las TIC, particularmente en sistemas lógicos, conmutación óptica, conversión de frecuencia, amplificación de luz, biestabilidad óptica y conmutación óptica, entre otros. Además, los materiales de NLO se volvieron fundamentales debido a su papel fundamental en el procesamiento de información de alta velocidad para abordar los desafíos de la reducción del consumo de energía y la mejora de la velocidad y el ancho de banda en las diversas tecnologías TIC modernas.

Los materiales NLO exhiben susceptibilidades ópticas significativas de segundo o tercer orden χ (2) o χ (3). Se pueden distinguir familias inorgánicas y orgánicas. Entre los inorgánicos, el borato de bario beta (BaB2O4), el titanato de bario (BaTiO3), el niobato de litio (LiNbO3), el KH2PO3 (KDP), la tantalita de litio (LiTaO3) y el niobato de potasio (KNbO3) son materiales de conmutación óptica χ(2) y duplicadores de frecuencia. que han sido estudiados durante décadas. Entre los orgánicos, hay una gran cantidad de materiales orgánicos χ(3) y χ(2), incluidos colorantes, dimetilamino nitrostilbeno, metil nitroanalina, poli-BCMU, polidiacetilenos y urea4. Debido a que son esencialmente cadenas, muchas moléculas orgánicas pueden polarizarse fácilmente y, por lo tanto, exhiben susceptibilidades de orden superior. La polarizabilidad de los materiales orgánicos a menudo se ve reforzada por la movilidad de los electrones π deslocalizados en los enlaces C-C de los anillos aromáticos. Del mismo modo, incluso se han diseñado materiales NLO híbridos combinando componentes orgánicos e inorgánicos como metaloftalocianinas que muestran fuertes absorciones en estado excitado5,6.

Entre los primeros materiales orgánicos NLO se puede destacar la cumarina, que inicialmente derivaba de un compuesto natural; el haba tonka7. La familia de tintes naturales cumarínicos estuvo en el origen de la primera serie de fuentes láser sintonizables; las fuentes de láser de tinte. Sin embargo, la molécula de cumarina no es fluorescente; muestra intensas propiedades de fluorescencia tras la sustitución de grupos funcionales en diferentes posiciones. Además de la cumarina, se descubrió que varios compuestos naturales exhiben una respuesta NLO significativa en el rango espectral VIS e IR, incluida la clorofila natural8,9,10,11.

Como se mencionó anteriormente, se demostró que los sistemas de electrones π cuasi 1-D conjugados, como los polímeros semiconductores, exhiben una respuesta NLO de tercer orden mejorada. En consecuencia, y como el licopeno extraído de la fruta del tomate posee una conformación electrónica de electrones π 1-D (Fig. 1), también debería exhibir una respuesta χ (3). De hecho, el licopeno del extracto natural de tomate es un terpeno formado por 8 moléculas de isopreno con una formulación química de C40H56. El licopeno del tomate es una molécula de cadena larga de carbono conjugada con electrones π (Fig. 1). Como en el caso de la gran familia de los carotenoides, la columna vertebral de dicha molécula está formada por enlaces simples y dobles de carbono alternos12. Más precisamente, el licopeno tiene 11 dobles enlaces de carbono conjugados a lo largo de su columna vertebral, dos dobles enlaces no conjugados y ningún grupo terminal (Fig. 1).

Estructura química 1-D de los electrones p-conjugados del licopeno y sus diversas funcionalidades.

Además de los tomates como fuente de licopeno, este último se encuentra en varios complejos fotosintéticos pigmento-proteína en plantas (sandía, baya de goji, papaya, espino amarillo,….), bacterias fotosintéticas (Saccharomyces cerevisiae,…), hongos y algas13. 14,15. Son responsables del color rojo anaranjado brillante de frutas y verduras, realizan diversas funciones (Fig. 1) en la fotosíntesis y protegen a los organismos fotosintéticos del daño excesivo de la luz. El licopeno es un intermediario clave en la biosíntesis de carotenoides, incluidos el b-caroteno y las xantofilas.

Asimismo, y desde una perspectiva médica, se encontró que el licopeno exhibe una actividad significativa como antioxidante protector de membranas que elimina eficazmente el 1O2 y atrapa los radicales peroxilo (ROO*)16,17,18,19. Además, al licopeno se le han atribuido actividades anticancerígenas, antiproliferativas y pro-diferenciación20,21. Este conjunto de propiedades medicinales hacen del Licopeno un carotenoide apropiado para ser investigado desde una perspectiva óptica no lineal. Además, su estabilidad química y térmica dentro de la amplia familia de carotenoides lo hace ideal como NLO potencial en estructuras de películas delgadas, si las hubiera.

De aquí en adelante, la novedad de esta contribución radica en el hecho de que reporta por primera vez en la literatura científica las respuestas NLO del Licopeno. Se espera que, en primer lugar, los resultados obtenidos puedan generar un interés más amplio dentro de la comunidad fotónica y, en segundo lugar, ser explotados para una posible terapia fotodinámica y/o tratamiento del cáncer de piel específicamente con fotosintetizadores verdes basados ​​en licopeno, así como para diseñar nuevos materiales basados ​​en licopeno NLO en vista de sus estabilidades químicas y térmicas.

Se compraron en un mercado local tomates frescos maduros identificados como Lycopersicon esculentum (Solanaceae), necesarios para la extracción de licopeno. Después del lavado, los tomates crudos se limpiaron, homogeneizaron y almacenaron a 9 °C en una botella de vidrio hasta su análisis. Antes de la preparación final de la muestra, los frutos de tomate se sumergieron en agua hirviendo durante 2 a 3 minutos. La pasta de tomate se preparó triturando con una batidora y se colocaron 100 g de la misma en un vaso de precipitado de 250 ml. La muestra fue sometida a una fase de filtración a través de papeles filtro Whatman no1 y no42. El licopeno se extrajo utilizando una muestra de etanol (1:1, v/v), se cuantificó espectrofotométricamente a 472 nm y se expresó en consecuencia en mg/100 g FW según el procedimiento establecido por Periago et al., Fish et al., y Lavecchia et al.22,23,24. Se utilizaron como disolventes disolventes adicionales, incluidos acetona, hexano, ciclohexano y acetato de etilo (comprado en E-Merck (99,9%). En función de sus dipolos moleculares, se probaron los distintos disolventes con el fin de identificar aquellos que extraen el máximo de licopeno. Todos los productos químicos utilizados en el estudio fueron de grado analítico. Para los distintos experimentos se utilizó una solución de licopeno disuelto en hexano (0,1 mg de licopeno en 100 ml de hexano).

Los espectros de absorbancia UV-VIS y fluorescencia se adquirieron utilizando unidades Ocean Optics dentro del rango espectral de interés de 250 a 800 nm. Las mediciones de fluorescencia se registraron utilizando un sistema Ocean Optics conectado por fibra óptica que consta de una fuente de diodo emisor de luz UV acoplada a un espectrómetro QE Pro-FL de alta sensibilidad. La longitud de onda de excitación se fijó en 240 nm. Las investigaciones de espectroscopía Raman se llevaron a cabo en una unidad Horiba LABRAM con una excitación láser verde de 514,5 nm.

La Figura 2 muestra la configuración experimental de escaneo Z utilizada en el presente estudio. Consistía en una fuente láser CW que funcionaba a una longitud de onda de 650 nm con una potencia total de 5 mW. El índice de refracción no lineal, n2 y el coeficiente de absorción no lineal, β del licopeno se midieron mediante el método de escaneo Z de apertura cerrada y abierta, respectivamente. En la configuración de apertura cerrada, la apertura se colocó antes del detector mientras que en la geometría de apertura abierta; Se utilizó una lente convexa para recoger el haz. Se utilizó una lente convexa con una distancia focal de f = 5 cm para enfocar el haz sobre la muestra. La cubeta de 1 mm de espesor se montó en una platina de traslación y movió la muestra en la dirección Z dentro del rango de − 20 a + 20 mm. La transmitancia del haz se midió mediante un fotodetector conectado a un medidor de potencia digital. Se utilizó la aproximación de muestra delgada ya que la longitud de Rayleigh medida era mayor que la longitud de la muestra.

Configuración esquemática de la configuración experimental de escaneo Z utilizada en el presente estudio. La configuración experimental consta de una fuente láser CW que funciona a una longitud de onda de 650 nm con una potencia total de 5 mW.

La Figura 3a informa el espectro de absorción dentro del rango espectral de 250 a 800 nm para una solución de licopeno disuelto en hexano (0,1 mg de licopeno en 100 ml de hexano). Además de un pico de baja intensidad ubicado en la región UV a aproximadamente ~ 300 nm, se observan 3 picos de absorbancia fuertes centrados en 440, 475 y 510 nm respectivamente (Fig. 3b). Estas absorciones electrónicas intrínsecas del licopeno, relativamente intensas, se deben a las diversas transiciones π–π* y σ–σ*. Es probable que el pico de absorbancia de ~ 300 nm, que es, a priori, una convolución de 2 picos (Fig. 3c), sea causado por una agregación de las moléculas de pigmento con la participación de las moléculas de disolvente, como sugiere Hager25,26. Esta formación de polímeros conduciría a una alteración en la distribución de los electrones en el sistema cromóforo de la molécula de licopeno y, con ello, a un cambio potencial en la absorción de luz.

(a) Espectro de absorbancia dentro del rango espectral de 250 a 800 nm para una solución de licopeno disuelto en hexano (0,1 mg de licopeno en 100 ml de hexano), (b) Zoom en el pico de absorbancia principal, (c) Zoom en el profundo Absorbancia UV.

La Figura 4a informa el espectro de fluorescencia bajo un diodo emisor de luz que emite a 240 nm. Se observa una emisión amplia que consiste de hecho en la convolución de 3 emisiones con un máximo en lMax, 422, 430 y 460 nm con un ancho en la mitad del máximo Dl1/2 de 22,93, 40,64 y 72,94 nm respectivamente (Fig. 4b). Fujii et al.27,28,29 observaron patrones de fluorescencia similares. Según Fuji et al.27,28, dicho conjunto de emisiones de fluorescencia se atribuyó a transiciones de 1Bu a 2Ag - 1Ag a través de transiciones intermedias no radiativas de 1Bu a 2Ag después de una excitación de 1Ag a 1Bu como se resume esquemáticamente en un recuadro de la Fig. 4c.

(a) Emisión de fluorescencia de licopeno, (b) Ampliación de los principales picos de emisión y su convolución, (c) Diagrama esquemático de niveles de energía para carotenoides. Aquí 1Ag es el estado fundamental y 1Bu, el estado excitado permitido. 2Ag, es un estado electrónico excitado prohibido poblado por relajación no radiativa del estado 1Bu.

Con el fin de comprobar la calidad y la pureza del licopeno, se llevaron a cabo estudios de espectroscopía Raman en el extracto. La Figura 5 muestra el espectro Raman bajo una excitación con láser de argón de 514,5 nm. Sucedió que esta longitud de onda de excitación especial coincide con las condiciones de resonancia Raman para el licopeno30,31 y, por lo tanto, se espera que los modos Raman sean intensos, si los hay. De hecho, como se puede observar, la respuesta Raman se caracteriza por dos líneas de Stokes prominentes centradas aproximadamente en 1158 y 1518 cm-1, que tienen intensidades relativas casi similares. Dichas emisiones son intrínsecas al licopeno30,31 y se originan a partir de vibraciones de estiramiento de enlaces simples y dobles carbono-carbono de la columna vertebral conjugada de la molécula de licopeno. La emisión relativamente menos intensa, que alcanza un máximo de aproximadamente 1010 cm-1, se atribuye a los movimientos oscilantes de los componentes metílicos de la molécula30,31. Hay un modo vibratorio adicional ubicado a 1285 cm-1 que no pudo identificarse con precisión.

Espectro Raman bajo excitación con láser de argón de 514,5 nm de licopeno (esta longitud de onda de excitación coincide con las condiciones de resonancia Raman para licopeno).

El índice de refracción no lineal, n2 y el coeficiente de absorción no lineal, β del licopeno están relacionados con los factores reales e imaginarios de la susceptibilidad NLO de tercer orden (χ(3)). La Figura 6a ilustra el perfil de escaneo Z de apertura abierta del licopeno. En dicha figura se observa que la intensidad transmitida aumenta en el foco y forma un pico fino que es una indicación de una absorción saturable (SA). La línea continua en la Fig. 6a es el ajuste teórico, que coincide relativamente bien con el perfil experimental. Con el fenómeno de absorción saturable como motor del proceso NLO en la muestra de licopeno investigada, la transmitancia del pigmento natural licopeno se determina a partir de la curva de ajuste de la apertura abierta proporcionada por Sheik-Bahaenction32:

donde \( L_{eff} = \left[ {1 - {\text{exp}}\left( { - \alpha_{o} L} \right)} \right]/\alpha_{o}\) es el longitud efectiva de la muestra, L es el espesor de la muestra, αo es el coeficiente de absorción lineal.

(a) El perfil de escaneo Z de apertura abierta del licopeno, (b) El perfil de escaneo Z de apertura cerrada que muestra un pico seguido de una transmitancia normalizada de valle que indica que el licopeno exhibe un comportamiento de autodesenfoque y un índice de refracción no lineal negativo. Los símbolos son los datos experimentales. Las líneas continuas son las curvas de mejor ajuste calculadas mediante la teoría del escaneo Z.

Las mediciones de escaneo Z de apertura cerrada se han utilizado para medir la magnitud y el signo del índice de refracción no lineal de la muestra. La Figura 6b muestra la curva de refracción no lineal pura de la muestra de licopeno. Se observa un pico seguido de una curva de transmitancia normalizada de valle (Fig. 6b), lo que indica que el licopeno exhibe un comportamiento de autodesenfoque y, en consecuencia, un índice de refracción no lineal negativo. Es probable que el efecto de autodesenfoque observado en el pigmento natural licopeno sea el resultado de una no linealidad térmica. La diferencia pico-valle normalizada ΔTp–v en función del cambio de fase en el eje ∣Δφ0∣ viene dada por:

donde \(S = 1 - \exp \left( { - 2r_{0}^{2} /\omega_{0}^{2} } \right) \) es la transmitancia de apertura lineal, ω0 es el radio del haz y r0 denota el radio de apertura. La transmitancia del pigmento natural viene dada por:

donde X = Z/Zo. El índice de refracción no lineal n2 de la muestra viene dado por32:

donde λ es la longitud de onda del láser y Leff es la longitud efectiva de la muestra. Los componentes real e imaginario de la susceptibilidad NLO de tercer orden (χ(3)) vienen dados por32:

donde ε0 yc son la permitividad del vacío y la velocidad de la luz. Los parámetros NLO de tercer orden calculados del licopeno (resumidos en la Tabla 1) son − 7,26 × 10 −12 m2/W y − 0,20 × 10−5 m/W respectivamente. Por lo tanto, las partes real e imaginaria correspondientes de la susceptibilidad NLO de tercer orden [Re (χ(3))] & [Im (χ(3))] son ​​− 2,45 × 10−6 y − 1,01 × 10−6 esu. Por lo tanto, la susceptibilidad NLO de tercer orden al licopeno (χ (3)) es de aproximadamente 2,65 × 10 −6 esu.

Cabe señalar que, según la Fig. 3, el licopeno tiene una absorción débil a 650 nm, sin embargo, la curva de escaneo Z de apertura abierta en la Fig. 6a muestra que el licopeno exhibe una absorción saturable (SA). ¿Cuál es el mecanismo de esta respuesta de SA? Cabe destacar que la absorción saturable es un fenómeno no lineal que surge con altas intensidades de entrada de luz en el foco. Por lo tanto, a intensidades de luz suficientes en el foco, el estado fundamental se excita a un estado de energía superior a una velocidad tal que no hay tiempo suficiente para volver al estado fundamental antes de que se agote. La sección transversal de absorción del estado fundamental es mayor que la del estado excitado y también es el mecanismo de saturación de absorción.

Para sostener la naturaleza térmica de la respuesta NLO registrada del licopeno, se deben resaltar las siguientes consideraciones. El tamaño del haz láser era de 1,15 mm. La longitud de Rayleigh medida fue de 1,47 mm. Por tanto, la intensidad en el foco fue de 1,047 kW/cm2. En el pigmento de licopeno, el efecto de autodesenfoque observado es el resultado de la no linealidad térmica, ya que en la mayoría, si no en todos y cada uno de los tintes y pigmentos orgánicos, la no linealidad térmica es la predominante. Bajo irradiación CW, la no linealidad se debe a una naturaleza térmica y no a otros efectos. Esto se confirma por las siguientes razones; (i) el valor del índice de refracción no lineal n2 > 10−5 esu y (ii) una separación pico-valle de más de 1,7 veces el rango de Rayleigh es una indicación de no linealidad térmica e indica que el efecto no lineal observado es el proceso de tercer orden . Por lo tanto, la no linealidad observada en el pigmento se debe a una naturaleza térmica.

La Tabla 2 informa la susceptibilidad NLO de tercer orden χ (3) de varios carotenoides y extractos naturales publicados en la última década. También muestra la mejora relativa (χ(3)Lyc − χ(3)Pigm)/χ(3)Lyc). Este parámetro relativo es a priori un parámetro óptimo como medida comparativa de χ(3)Lyc con respecto a la de una serie de extractos naturales reportados en la literatura científica. Como se puede observar, parece que la χ(3)Lyc medida de licopeno de 2,65 · 10−6 esu es, a priori, el valor más alto en relación con todos y cada uno de los compuestos naturales y carotenoides con electrones π conjugados investigados hasta ahora. De hecho, el aumento relativo ((χ(3)Lyc − χ(3)Pigm)/χ(3)Lyc) está entre el 42% y el 93%.

Es probable que el valor experimental mejorado observado de la susceptibilidad del licopeno al tercer NLO se origine a partir de una alta polarizabilidad electrónica del licopeno y su conformación electrónica de electrones π 1-D (Fig. 1). Para ello, es necesario investigar el LUMO y el HOMO de la molécula de licopeno. Por lo tanto, la estructura del licopeno se optimizó en el nivel teórico B3LYP utilizando el conjunto de bases 6-311 realizado con Gaussian 0937. En el mismo nivel teórico, se realizó el cálculo de frecuencia en la estructura optimizada para garantizar los mínimos verdaderos. Se calcularon las energías orbitales de HOMO y LUMO para obtener los descriptores moleculares cuánticos.

El orbital molecular ocupado más alto (HOMO) y el orbital molecular desocupado más bajo (LUMO), denominados orbitales de frontera, desempeñan un papel importante en la reactividad química y las interacciones moleculares38. El potencial electrostático molecular (MEP) y los orbitales HOMO-LUMO de la estructura optimizada del licopeno se presentan en la Fig. 7. El área rojiza en la Fig. 7c indica los sitios más activos del licopeno. La energía derivada de los orbitales HOMO y LUMO es − 4,62 y − 2,34 eV, respectivamente. El potencial químico (μ) se puede utilizar para evaluar la afinidad de evasión de una molécula desde el equilibrio. La dureza química (η) es una propiedad que cuantifica la transferencia de carga y la reactividad química de una molécula mientras que la Electronegatividad (\( \xi\)) determina la capacidad de la molécula para atraer electrones, y finalmente el mayor valor del índice de electrofilicidad (ω ) significa mayor poder electrofílico de la molécula39,40. Los valores de estos parámetros se informan en la Tabla 3.

(a) Potencial electrostático molecular (MEP) de la estructura optimizada del licopeno (las regiones rojizas indican los sitios más activos del licopeno, (b) el orbital molecular más ocupado (HOMO) y (c) el orbital molecular más bajo desocupado (LUMO) , conocidos como orbitales de frontera.

El momento dipolar estático (\(\mu_{x} ,\mu_{y} ,\mu_{z}\)) y las polarizabilidades (αxx, αxy, αyy, αxz, αyz, αzz y βxxx, βxxy, βxyy, βyyy , βxxz, βxyz, βyyz, βxzz, βyzz, βzzz) se calcularon analíticamente al mismo nivel de teoría utilizando la palabra clave Polar en gaussiano41 y se informaron en las Tablas 4, 5 y 6. El momento dipolar estático total \(\left\langle \ mu \right\rangle\), la polarizabilidad media \(\left\langle \alpha \right\rangle\), la anisotropía de la polarizabilidad \(\Delta \alpha\) y la primera hiperpolarizabilidad media \(\left\langle\) {\beta { }} \right\rangle\) se calcularon utilizando las siguientes ecuaciones

Los valores de polarizabilidades e hiperpolarizabilidades de primer orden se informan en unidades atómicas (au), que se convierten en unidades electrostáticas (esu) usando el factor de conversión de \(0.1482{ } \times { }10^{ - 24}\) esu para \(\alpha\) y \(8.6393{ } \times { }10^{ - 33}\) esu para β. Los resultados de la Tabla 5 indican que el componente x del tensor de hiperpolarizabilidad (a lo largo del eje molecular principal) tiene una contribución significativa en \(\left\langle { \beta } \right\rangle\). Los valores obtenidos de polarizabilidad estática e hiperpolarizabilidad de primer orden son \(127.96{ } \times { }10^{ - 24}\) y \(101.67{ } \times { }10^{ - 30}\) esu respectivamente. Dado que uno de los factores más críticos del sistema NLO es la magnitud de la hiperpolarización molecular, la primera hiperpolarización media del licopeno se comparó con otras moléculas orgánicas en la Tabla 7, que muestra una actividad NLO significativa del licopeno. La sustancial deslocalización \(\pi\) a lo largo del eje molecular principal, como se ve en la Fig. 7, explica la hiperpolarización relativamente grande del licopeno.

Los valores derivados anteriores de polarizabilidad estática (\(\Delta \alpha = \) 209.2711 \(\times { }10^{ - 24}\) esu) e hiperpolarizabilidad (\(\left\langle \beta \right\rangle = 101,6731{ } \times { }10^{ - 30} \)) de licopeno, parecen apuntar a una mayor polarizabilidad electrónica de la molécula de licopeno, lo que corrobora, por lo tanto, la respuesta NLO mejorada de tercer orden χ(3) observada experimentalmente.

Se investigaron las propiedades lineales y NLO del licopeno. Si bien los estudios Raman y UV-VIS confirmaron la pureza significativa del licopeno estudiado, sus investigaciones ópticas no lineales mediante escaneo Z indicaron que el licopeno exhibe una respuesta de no linealidad óptica significativa de tercer orden en la naturaleza bajo una excitación láser CW. Se encontró que su correspondiente susceptibilidad NLO de tercer orden (χ(3)) era sustancialmente elevada alcanzando el alto valor de 2,65 X 10-6 esu. Según la literatura publicada, es probable que dicho valor sea la susceptibilidad NLO más alta registrada de cualquier extracto natural, incluidos el betacaroteno, la violaxantina, la xantofila y la clorofila. Más exactamente, el aumento relativo ((χ(3)Lyc − χ(3)Pigm)/χ(3)Lyc) se encuentra dentro del rango de 42%–93%. Como seguimiento de este estudio, NLO estudia el licopeno incrustado en varias membranas poliméricas ópticamente pasivas o activas, así como en forma de películas delgadas de nanocompuestos recubiertos por rotación. Este estudio revela que el licopeno natural es un material prometedor para la aplicación de dispositivos ópticos no lineales de tercer orden.

Cabe mencionar que:

(i) Todos los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes de las normas internacionales.

(ii) Los autores están dispuestos, previa solicitud, a compartir sus datos sin procesar, ya sea proporcionándolos en un archivo complementario o depositándolos en un repositorio público y proporcionando los detalles sobre cómo acceder.

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Este programa de investigación fue apoyado generosamente por subvenciones de la Universidad de Sudáfrica (UNISA), la Fundación Nacional de Investigación de Sudáfrica (NRF), iThemba LABS, el Ministerio francés de Europa y Asuntos Exteriores a través del programa ADESFA II), la Organización de Women for Science the Developing World (OWSD) y Abdul Salam ICTP a través de Nanosciences Africa Network (NANOAFNET), así como el African Laser Center (ALC), además del Center for High Performance Computations (CHPC), a quien estamos agradecidos. Uno de nosotros (MM) desea dedicar esta contribución al Prof. F. Abeles y al Prof. S. Lowenthal. Estamos en deuda con el Centro de Computación de Alto Rendimiento (CPC-CSIR) por la sección de modelado.

Cátedra UNESCO-UNISA-iTLABS/NRF África en Nanociencias y Nanotecnología, CGS, Universidad de Sudáfrica, Muckleneuk ridge, Pretoria, 0001, Sudáfrica

Numan N, Kaviyarasu K, Sackey J, Kotsedi CL, Akbari M, Morad R, Mthunzi-Kufa P y Maaza M, respectivamente

NANOAFNET, iThemba LABS-Fundación Nacional de Investigación de Sudáfrica, 1 Old Faure Road, Ciudad del Cabo, 7129, Cabo Occidental, Sudáfrica

Numan N, Kaviyarasu K, Sackey J, Kotsedi CL, Akbari M, Morad R, Mthunzi-Kufa P y Maaza M, respectivamente

Departamento de Física, Escuela de Ingeniería y Tecnología, Grupo de Instituciones Surya, Vikravandi, Villupuram, Tamilnadu, 605652, India

S. Jeyaram

Departamento de Física, Instituto de Investigación Láser, Universidad de Stellenbosch, Stellenbosch, Cabo Occidental, Sudáfrica

P. Neethling

Universidad LUNAM, Universidad de Angers, 2 Bd Lavoisier, 49045, Angers Cedex, Francia

B. Saharaui

CNRS UMR 6200, Laboratoire MOLTECH-Anjou, 2 Bd Lavoisier, 49045, Angers Cedex, Francia

B. Saharaui

Centro Nacional de Láser, Consejo de Investigación Científica e Industrial, Meiring Naude road, Pretoria, 0001, Sudáfrica

P. Sombra-Muerte

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NN: Investigaciones ópticas lineales y no lineales y análisis de datos. SJ: Investigaciones ópticas no lineales y estudios de escaneo Z. KK: Preparación, análisis, optimización de muestras, investigaciones ópticas lineales y no lineales. PN: Investigaciones ópticas no lineales y revisión por pares expertos del manuscrito. JS: Investigaciones ópticas lineales. CLK: Asistencia para finalizar la configuración experimental del láser.MA: Estudios computacionales y de modelado.RM: Estudios computacionales y de modelado.PMK: Investigaciones ópticas no lineales, lectura de manuscritos y revisión preliminar por pares.BS: Orientación de asesoramiento de expertos y revisión por pares de expertos del manuscrito.MM: Concepción, análisis de datos y redacción de manuscritos.

Correspondencia a N. Numan o M. Maaza.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Numan, N., Jeyaram, S., Kaviyarasu, K. et al. Sobre las notables propiedades ópticas no lineales del licopeno natural del tomate. Representante científico 12, 9078 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-12196-3

Descargar cita

Recibido: 23 de febrero de 2022

Aceptado: 25 de abril de 2022

Publicado: 31 de mayo de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-12196-3

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