O primeiro laser auto-organizado do mundo nasceu para ajudar a criar materiais fotônicos inteligentes auto-recuperáveis

Em geral, muitos materiais feitos pelo homem têm suas próprias propriedades avançadas, mas precisam combinar a diversidade e a funcionalidade dos materiais vivos para atender à situação específica destes últimos. Por exemplo, no corpo humano, ossos e músculos estão constantemente reorganizando sua estrutura e composição para melhor manter a mudança de peso e níveis de atividade.
Recentemente, pesquisadores do Imperial College London e da University College London se inspiraram nessa ideia e demonstraram o primeiro dispositivo a laser do mundo que pode alcançar espontaneamente a auto-organização, que pode se reconfigurar quando as condições mudam.
A equipe observa que essa inovação contribuirá para o desenvolvimento de materiais fotônicos inteligentes - materiais que imitam melhor as propriedades da matéria biológica, como capacidade de resposta, adaptabilidade, autocura e comportamento coletivo.
Os lasers que alimentam a maioria de nossas tecnologias hoje são normalmente projetados a partir de materiais cristalinos e são precisos e estáticos por natureza. A equipe de pesquisa mencionada acima, por outro lado, teve a brilhante ideia de criar um laser que pudesse misturar estrutura e função, permitindo que ele se reconfigurasse e colaborasse como um material biológico.
O professor Riccardo Sapienza, do Departamento de Física do Imperial College, um dos coautores do estudo, disse: “Nosso sistema de laser pode reconfigurar e colaborar para se encaixar, o que estabelecerá as bases para imitar o elo em evolução entre estrutura e função em materiais biológicos. "
Em geral, um laser pode ser definido como um dispositivo capaz de produzir uma determinada forma de luz, amplificando-a. Os lasers automontados nos experimentos da equipe consistiam em partículas dispersas em um líquido com alto ganho (capacidade de amplificar a luz). Uma vez reunidas o suficiente dessas partículas, elas podem ser excitadas com energia externa para produzir um laser.
Em seus experimentos, um laser externo foi usado para aquecer uma partícula "Janus" (uma partícula revestida de um lado com um material absorvedor de luz) ao redor da qual as partículas foram agrupadas. Esses aglomerados de partículas produzem um laser que pode ser ligado e desligado variando a intensidade do laser externo, que por sua vez controla o tamanho e a densidade do aglomerado de partículas.
Além disso, a equipe demonstrou como os aglomerados de laser podem ser transportados pelo espaço aquecendo diferentes partículas Janus, demonstrando assim a adaptabilidade do sistema. As partículas "Janus" também podem colaborar umas com as outras para criar aglomerados de partículas que possuem mais propriedades do que simplesmente adicionar duas partículas, como alterar sua forma e aumentar sua potência de laser.
Hoje, os lasers já são amplamente utilizados na medicina, telecomunicações e produção industrial", disse o co-autor Dr. Giorgio Volpe, do Departamento de Química da University College London. E os lasers com propriedades biônicas ajudarão a desenvolver os próximos materiais e dispositivos de última geração para aplicações de detecção, computação não convencional e novas fontes de luz e telas."
Em seguida, a equipe de pesquisa estudará como melhorar o comportamento autônomo dos lasers para torná-los mais ágeis e realistas. Acredita-se que a tecnologia possa ser aplicada pela primeira vez à próxima geração de tinta eletrônica para telas inteligentes.