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首個自發(fā)自組織激光設(shè)備問世 有助于開發(fā)模仿生物特性的智能光子材料
2022年07月22日 18:29:02
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：4236
日前，英國倫敦帝國理工學院和倫敦大學學院的研究人員展示了第一個自發(fā)自組織激光設(shè)備。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】激光器是一種將光放大以產(chǎn)生一種特殊形式的光的裝置，其發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定，目前在醫(yī)學、電信以及工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。日前，英國倫敦帝國理工學院和倫敦大學學院的研究人員展示了第一個自發(fā)自組織激光設(shè)備。
雖然許多人造材料具有先進的性能，但要將生物材料的多功能性結(jié)合起來以適應(yīng)各種情況，還有很長的路要走。例如，人體的骨骼和肌肉會不斷重組其結(jié)構(gòu)和組成，以更好地維持不斷變化的體重和運動水平。
新激光器大部分是由晶體材料設(shè)計的，具有精確和靜態(tài)的特性，它能夠融合結(jié)構(gòu)和功能、自我重組并像生物材料一樣進行協(xié)作，這在模擬生物材料典型結(jié)構(gòu)和功能之間不斷演變的關(guān)系方面邁出了第一步。
該團隊實驗中的自組織激光是由分散在液體中的微粒組成的，這種液體具有放大光的能力。一旦足夠多的微粒聚集在一起，它們就可以利用外部能量產(chǎn)生激光。研究人員使用外部激光加熱“Janus”粒子(一側(cè)涂有光吸收材料的粒子)，微粒聚集在其周圍。這些微粒簇產(chǎn)生的激光可以通過改變外部激光的強度來打開和關(guān)閉，這反過來又控制了激光簇的大小和密度。該團隊還展示了如何通過加熱不同的Janus粒子在太空中轉(zhuǎn)移發(fā)光團，展示了該系統(tǒng)的適應(yīng)性。Janus粒子還可以進行協(xié)作，創(chuàng)造出具有超出兩個集群簡單相加的特性的集群，如改變其形狀和提高其發(fā)光功率。
這種‘栩栩如生’的激光器將有助于開發(fā)能更好地模仿生物特性的智能光子材料，如響應(yīng)性、適應(yīng)性、自我修復和集體行為。還有助于開發(fā)用于傳感應(yīng)用、非常規(guī)計算、新型光源和顯示器的堅固、自主和耐用的下一代材料和設(shè)備。該技術(shù)的第一個應(yīng)用可能是用于下一代智能顯示器的電子墨水屏。該項研究成果發(fā)布于《自然·物理》雜志。
(資料來源：科技日報)
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