Исследователи разработали самоорганизующуюся лазерную систему, которая может перенастраиваться в зависимости от условий, воспроизводя способности живых материалов. Это открытие, вероятно, поможет в создании интеллектуальных фотонных материалов, которые будут лучше имитировать свойства биологической материи, такие как самовосстановление, коллективное поведение и адаптация.
В то время как лазеры используются для получения другой формы света путем усиления света, исследователи из Имперского колледжа Лондона разработали самосборные лазеры, состоящие из микрочастиц, диспергированных в жидкости, с высоким коэффициентом усиления или способностью усиливать свет.
В исследовании, опубликованном в Nature, команда использовала внешний лазер для нагрева частицы Януса, которая была покрыта светопоглощающим материалом с одной стороны. Скопления микрочастиц собирались вокруг покрытия, и создаваемую таким образом генерацию можно было включать и выключать, регулируя интенсивность внешнего лазера.
“Лазеры, которые питают большинство наших технологий, изготовлены из кристаллических материалов, обладающих точными и статическими свойствами. Мы спросили себя, сможем ли мы создать лазер, способный сочетать структуру и функциональность, перенастраивать себя и взаимодействовать, как это делают биологические материалы”, — сказал соавтор исследования, профессор Риккардо Сапиенца с физического факультета Imperial.
Исследователи продемонстрировали адаптивность своей лазерной системы, показав, что ее можно переносить в космос, нагревая различные частицы Януса. Частицы Януса также могут помочь создать кластерные частицы, обладающие более высокими свойствами, чем те, которые достигаются путем добавления двух кластеров. К ним относятся такие способности, как изменение формы и увеличение мощности лазера.
“Наша лазерная система может перенастраиваться и взаимодействовать, что позволяет сделать первый шаг к имитации постоянно меняющихся отношений между структурой и функциональностью, типичных для живых материалов”, — сказал Сапиенца.
В настоящее время команда стремится усовершенствовать лазеры, чтобы придать им более реалистичные свойства. Соавтор исследования доктор Джорджио Вольпе выразил надежду, что лазер может быть использован при разработке материалов и устройств следующего поколения для сенсорных приложений, новых источников света и нетрадиционных вычислений, среди прочего.
