Megszületett a világ első önszerveződő lézere, amely segít öngyógyító intelligens fotonikus anyagok készítésében

Általánosságban elmondható, hogy sok mesterséges anyagnak megvannak a maga fejlett tulajdonságai, de egyesíteniük kell az élő anyagok sokféleségét és funkcionalitását, hogy megfeleljenek az utóbbi sajátos helyzetének. Például az emberi testben a csontok és az izmok folyamatosan átszervezik szerkezetüket és összetételüket, hogy jobban fenntartsák a változó súly- és aktivitási szintet.
A közelmúltban az Imperial College London és a University College London kutatói merítettek ihletet ebből az ötletből, és bemutatták a világ első lézeres eszközét, amely spontán módon képes önszerveződni, és amely a körülmények változása esetén újrakonfigurálhatja magát.
A csapat megjegyzi, hogy ez az innováció hozzájárul az intelligens fotonikus anyagok kifejlesztéséhez – olyan anyagokhoz, amelyek jobban utánozzák a biológiai anyagok tulajdonságait, mint például a reagálóképességet, az alkalmazkodóképességet, az öngyógyítást és a kollektív viselkedést.
A mai technológiáink többségét működtető lézerek jellemzően kristályos anyagokból készülnek, és precízek és statikusak. A fent említett kutatócsoportnak viszont az volt a fényes ötlete, hogy olyan lézert hozzon létre, amely képes keverni a szerkezetet és a funkciót, lehetővé téve, hogy újrakonfigurálja magát, és úgy működjön együtt, mint egy biológiai anyag.
Riccardo Sapienza, az Imperial College Fizikai Tanszékének professzora, a tanulmány egyik társszerzője elmondta: "Lézerrendszerünk újrakonfigurálható és együttműködhet, hogy illeszkedjenek egymáshoz, ami megteremti az alapot a biológiai anyagok szerkezete és funkciója közötti fejlődő kapcsolat utánzásához. "
A lézer általában olyan eszközként definiálható, amely egy adott fényformát képes előállítani annak erősítésével. A csapat kísérleteiben az önösszeszerelt lézerek folyadékban diszpergált részecskékből álltak, nagy erősítéssel (a fény erősítésének képességével). Ha ezekből a részecskékből elegendő mennyiséget egyesítenek, külső energiával gerjeszthetők lézer előállításához.
Kísérleteik során külső lézerrel melegítettek egy "Janus" (egyik oldalán fényelnyelő anyaggal bevont részecske) részecskét, amely körül a részecskék csoportosultak. Ezek a részecskeklaszterek lézert állítanak elő, amely a külső lézer intenzitásának változtatásával be- és kikapcsolható, ami viszont szabályozza a részecskeklaszter méretét és sűrűségét.
Emellett a csapat bemutatta, hogy a lézerklaszterek hogyan szállíthatók az űrben különböző Janus-részecskék felmelegítésével, demonstrálva ezzel a rendszer alkalmazkodóképességét. A "Janus" részecskék egymással is együttműködve olyan részecskék klasztereket hozhatnak létre, amelyek több tulajdonsággal rendelkeznek, mint egyszerűen csak két részecske hozzáadásával, például megváltoztatják alakjukat és fokozzák a lézerteljesítményüket.
Manapság a lézereket már széles körben használják az orvostudományban, a távközlésben és az ipari termelésben" – mondta Dr. Giorgio Volpe társszerző, a University College London Kémiai Tanszékének munkatársa. A bionikus tulajdonságokkal rendelkező lézerek pedig a következő lépésekben robusztus, autonóm és tartós fejlesztést fognak segíteni. -generációs anyagok és eszközök érzékelő alkalmazásokhoz, nem szokványos számítástechnikához, valamint új fényforrásokhoz és kijelzőkhöz."
Ezt követően a kutatócsoport azt vizsgálja, hogyan javítható a lézerek autonóm viselkedése, hogy mozgékonyabbá és élethűbbé tegyék őket. Úgy gondolják, hogy a technológiát először lehet alkalmazni az intelligens kijelzőkhöz készült e-ink következő generációjában.