Prvi samoorganizirajući laser na svijetu rođen da pomogne u izradi samoiscjeljujućih pametnih fotonskih materijala

Općenito, mnogi materijali koje je napravio čovjek imaju vlastita napredna svojstva, ali moraju kombinirati raznolikost i funkcionalnost živih materijala kako bi odgovarali specifičnoj situaciji potonjih. Na primjer, u ljudskom tijelu kosti i mišići neprestano reorganiziraju svoju strukturu i sastav kako bi bolje održavali promjenjivu težinu i razine aktivnosti.
Nedavno su istraživači s Imperial Collegea u Londonu i University Collegea u Londonu crpili inspiraciju iz ove ideje i demonstrirali prvi laserski uređaj na svijetu koji može spontano postići samoorganizaciju, koja se može rekonfigurirati kada se uvjeti promijene.
Tim napominje da će ova inovacija pridonijeti razvoju pametnih fotonskih materijala – materijala koji bolje oponašaju svojstva biološke materije, kao što su osjetljivost, prilagodljivost, samoiscjeljivanje i kolektivno ponašanje.
Laseri koji pokreću većinu naših današnjih tehnologija obično su dizajnirani od kristalnih materijala te su po prirodi precizni i statični. Gore spomenuti istraživački tim, s druge strane, imao je sjajnu ideju stvaranja lasera koji bi mogao miješati strukturu i funkciju, dopuštajući mu da se rekonfigurira i surađuje poput biološkog materijala.
Profesor Riccardo Sapienza s Odsjeka za fiziku Imperial Collegea, jedan od koautora studije, rekao je: "Naš laserski sustav može se rekonfigurirati i surađivati ​​kako bi se uklopio, što će postaviti temelje za oponašanje veze između strukture i funkcije bioloških materijala koja se razvija. "
Općenito, laser se može definirati kao uređaj koji može proizvesti određeni oblik svjetlosti njezinim pojačavanjem. Samosastavljeni laseri u timskim eksperimentima sastojali su se od čestica raspršenih u tekućini s velikim pojačanjem (sposobnost pojačavanja svjetlosti). Jednom kada se dovoljno tih čestica spoji, mogu se pobuditi vanjskom energijom da proizvedu laser.
U njihovim eksperimentima, vanjski laser je korišten za zagrijavanje "Janus" čestice (čestice obložene s jedne strane materijalom koji apsorbira svjetlost) oko koje su se čestice grupirale. Ovi klasteri čestica proizvode laser koji se može uključiti i isključiti mijenjanjem intenziteta vanjskog lasera, koji zauzvrat kontrolira veličinu i gustoću klastera čestica.
Osim toga, tim je demonstrirao kako se laserski klasteri mogu prenositi kroz svemir zagrijavanjem različitih Janus čestica, pokazujući tako prilagodljivost sustava. "Janus" čestice također mogu surađivati ​​jedna s drugom kako bi stvorile klastere čestica koje imaju više svojstava od jednostavnog dodavanja dviju čestica, kao što je promjena njihovog oblika i povećanje snage lasera.
Danas se laseri već naširoko koriste u medicini, telekomunikacijama i industrijskoj proizvodnji", rekao je suvoditelj dr. Giorgio Volpe s Odsjeka za kemiju na Sveučilišnom koledžu u Londonu. A laseri s bioničkim svojstvima pomoći će u razvoju robusnih, autonomnih i izdržljivih sljedećih -generacijski materijali i uređaji za primjene senzora, nekonvencionalno računalstvo i novi izvori svjetlosti i zasloni."
Zatim će istraživački tim proučavati kako poboljšati autonomno ponašanje lasera kako bi bili agilniji i realističniji. Smatra se da bi se tehnologija mogla po prvi put primijeniti na sljedeću generaciju e-tinte za pametne zaslone.