Kendi Kendini İyileştiren Akıllı Fotonik Malzemeler Yapmaya Yardımcı Olmak İçin Doğan Dünyanın İlk Kendi Kendini Düzenleyen Lazeri

Genel olarak, birçok insan yapımı malzemenin kendi gelişmiş özellikleri vardır, ancak canlı malzemelerin çeşitliliğini ve işlevselliğini, ikincisinin özel durumuna uyacak şekilde birleştirmek zorundadırlar. Örneğin, insan vücudunda kemikler ve kaslar, değişen ağırlık ve aktivite seviyelerini daha iyi korumak için yapılarını ve bileşimlerini sürekli olarak yeniden düzenlerler.
Son zamanlarda, Imperial College London ve University College London'dan araştırmacılar bu fikirden ilham aldılar ve kendi kendini organize etmeyi kendiliğinden gerçekleştirebilen, koşullar değiştiğinde kendini yeniden yapılandırabilen dünyanın ilk lazer cihazını gösterdiler.
Ekip, bu yeniliğin akıllı fotonik malzemelerin - yanıt verebilirlik, uyarlanabilirlik, kendi kendini iyileştirme ve toplu davranış gibi biyolojik maddenin özelliklerini daha iyi taklit eden malzemeler - geliştirilmesine katkıda bulunacağını belirtiyor.
Bugün teknolojilerimizin çoğuna güç veren lazerler tipik olarak kristal malzemelerden tasarlanır ve doğası gereği hassas ve statiktir. Öte yandan, yukarıda adı geçen araştırma ekibi, yapı ve işlevi karıştırabilen, kendisini yeniden yapılandırmasına ve biyolojik bir malzeme gibi işbirliği yapmasına olanak tanıyan bir lazer yaratma gibi parlak bir fikre sahipti.
Çalışmanın ortak yazarlarından biri olan Imperial College Fizik Bölümü'nden Profesör Riccardo Sapienza, "Lazer sistemimiz, biyolojik malzemelerde yapı ve işlev arasındaki gelişen bağlantıyı taklit etmek için zemin hazırlayacak şekilde yeniden yapılandırabilir ve birlikte uyum sağlayabilir. "
Genel olarak lazer, belirli bir ışık biçimini yükselterek üretebilen bir cihaz olarak tanımlanabilir. Ekibin deneylerinde kendi kendine bir araya gelen lazerler, yüksek kazançlı (ışığı yükseltme yeteneği) bir sıvı içinde dağılmış parçacıklardan oluşuyordu. Bu parçacıklardan yeterince bir araya getirildiğinde, bir lazer üretmek için dış enerji ile uyarılabilirler.
Deneylerinde, çevresinde parçacıkların kümelendiği bir "Janus" parçacığını (bir tarafı ışık soğuran bir malzeme ile kaplanmış bir parçacık) ısıtmak için harici bir lazer kullanıldı. Bu parçacık kümeleri, sırayla parçacık kümesinin boyutunu ve yoğunluğunu kontrol eden harici lazerin yoğunluğunu değiştirerek açılıp kapatılabilen bir lazer üretir.
Ayrıca ekip, lazer kümelerinin farklı Janus parçacıklarını ısıtarak uzayda nasıl taşınabileceğini ve böylece sistemin uyarlanabilirliğini gösterdi. "Janus" parçacıkları ayrıca, şekillerini değiştirmek ve lazer güçlerini artırmak gibi basitçe iki parçacığı eklemekten daha fazla özelliğe sahip olan parçacık kümeleri oluşturmak için birbirleriyle işbirliği yapabilir.
University College London Kimya Bölümü'nden ortak yazar Dr. Giorgio Volpe, "Bugün lazerler tıpta, telekomünikasyonda ve endüstriyel üretimde zaten yaygın olarak kullanılmaktadır" dedi. algılama uygulamaları, geleneksel olmayan bilgi işlem ve yeni ışık kaynakları ve ekranlar için nesil malzemeler ve cihazlar."
Daha sonra araştırma ekibi, lazerlerin otonom davranışlarının nasıl iyileştirilerek daha çevik ve gerçeğe yakın hale getirileceğini inceleyecek. Teknolojinin ilk kez akıllı ekranlar için yeni nesil e-mürekkebe uygulanabileceği düşünülüyor.