Prvi na svijetu samoorganizirajući laser rođen da pomogne u izradi pametnih fotoničkih materijala koji se samoizlječuju

Općenito, mnogi materijali koje je napravio čovjek imaju svoja napredna svojstva, ali moraju kombinirati raznolikost i funkcionalnost živih materijala kako bi odgovarali specifičnoj situaciji potonjeg. Na primjer, u ljudskom tijelu, kosti i mišići neprestano reorganiziraju svoju strukturu i sastav kako bi bolje održali promjenjivu težinu i nivoe aktivnosti.
Nedavno su istraživači sa Imperial College London i University College London crpili inspiraciju iz ove ideje i demonstrirali prvi laserski uređaj na svijetu koji može spontano postići samoorganizaciju, koji se može rekonfigurirati kada se uslovi promijene.
Tim napominje da će ova inovacija doprinijeti razvoju pametnih fotonskih materijala - materijala koji bolje oponašaju svojstva biološke materije, kao što su odzivnost, prilagodljivost, samoizlječenje i kolektivno ponašanje.
Laseri koji pokreću većinu naših tehnologija danas su obično dizajnirani od kristalnih materijala i precizni su i statične prirode. Istraživački tim koji je gore spomenut, s druge strane, imao je sjajnu ideju stvaranja lasera koji bi mogao pomiješati strukturu i funkciju, omogućavajući mu da se rekonfiguriše i sarađuje kao biološki materijal.
Profesor Riccardo Sapienza sa Odsjeka za fiziku Imperial Collegea, jedan od koautora studije, rekao je: "Naš laserski sistem se može rekonfigurirati i sarađivati ​​kako bi se uklopio, što će postaviti temelje za oponašanje evoluirajuće veze između strukture i funkcije u biološkim materijalima. "
Općenito, laser se može definirati kao uređaj koji može proizvesti određeni oblik svjetlosti tako što ga pojačava. Samosastavljeni laseri u eksperimentima tima sastojali su se od čestica dispergovanih u tečnosti sa visokim pojačanjem (sposobnošću da pojačaju svetlost). Jednom kada se dovoljno ovih čestica spoji, mogu se pobuditi vanjskom energijom kako bi se proizveo 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 gustinu klastera čestica.
Osim toga, tim je demonstrirao kako se laserski klasteri mogu transportovati kroz svemir zagrijavanjem različitih Janus čestica, demonstrirajući tako prilagodljivost sistema. Čestice "Janus" također mogu sarađivati ​​jedna s drugom kako bi stvorile klastere čestica koje imaju više svojstava od jednostavnog dodavanja dvije čestice, kao što je promjena njihovog oblika i povećanje njihove laserske snage.
Danas se laseri već široko koriste u medicini, telekomunikacijama i industrijskoj proizvodnji", rekao je suradnik autora dr. Giorgio Volpe s Odsjeka za hemiju na University College London. A laseri s bioničkim svojstvima pomoći će razvoju robusnih, autonomnih i izdržljivih sljedećih -generacijski materijali i uređaji za primjenu senzora, nekonvencionalno računarstvo i novi izvori svjetlosti i displeji."
Zatim će istraživački tim proučavati kako poboljšati autonomno ponašanje lasera kako bi bili okretniji i realniji. Smatra se da bi tehnologija mogla biti primijenjena po prvi put na sljedeću generaciju e-ink za pametne ekrane.