Transformacija materijala prozore pretvara u zrcala

Nalazi istraživača s Caltecha omogućit će korištenje svjetlosti za umjetno stvaranje materijala, poput egzotičnih kvantnih magneta

Mladen Smrekar ponedjeljak, 3. siječnja 2022. u 21:38

Zamislite prozore koji se prema želji pretvaraju u ogledala ili trenutno postaju neprozirna, prema želji... Ovo su samo neke od potencijalnih primjena koje bi mogle proizaći iz optičkog inženjerstva, prakse korištenja lasera za brzu i privremenu promjenu svojstava materijala.

"Slatka točka"

"Ovi bi vam alati mogli omogućiti transformaciju elektroničkih svojstava materijala jednim pritiskom prekidača", objašnjava David Hsieh, profesor fizike i voditelj vlastitog laboratorija na Caltechu.

Istraživači su pronašli "slatku točku", frekvenciju lasera kojom se mijenjaju svojstva materijala bez neželjene topline
Istraživači su pronašli "slatku točku", frekvenciju lasera kojom se mijenjaju svojstva materijala bez neželjene topline

Ovakve tehnologije obično su ograničene laserima koji stvaraju previše topline u materijalima. No, u novoj studiji, objavljenoj u časopisu Nature, istraživači s Caltecha izvijestili su o uspjehu u korištenju lasera koji mogu preoblikovati svojstava materijala bez proizvodnje viška štetne topline.

Laseri potrebni za ovakve eksperimente vrlo su snažni pa je teško izbjeći zagrijavanje i oštećivanje materijala. Istraživači su uspjeli zaobići taj problem; pronašli su "slatku točku", frekvenciju lasera kojom se mijenjaju svojstva materijala bez neželjene topline.

David Hsieh, profesor fizike i voditelj laboratorija na Caltechu
David Hsieh, profesor fizike i voditelj laboratorija na Caltechu

Usput su pronašli i idealan materijal za demonstriranje ove metode: poluvodič nazvan mangan-fosfor trisulfid koji prirodno apsorbira samo malu količinu svjetlosti u širokom rasponu infracrvenih frekvencija. 

Reverzibilan proces

Intenzivnim infracrvenim laserskim impulsima u trajanju od 10 do 13 sekundi istraživači su u laboratoriju mijenjali energiju elektrona unutar materijala koji bi iz neprozirnog prelazio u prozirno stanje za određene boje svjetlosti. Proces je reverzibilan pa kad se laser isključi materijal se neoštećen vraća u prvobitno stanje.  

Manipulacija bez topline, korištena u novom procesu, poznata je kao "koherentno optičko inženjerstvo"
Manipulacija bez topline, korištena u novom procesu, poznata je kao "koherentno optičko inženjerstvo"

To ne bi bilo moguće da je materijal apsorbirao lasersko svjetlo i zagrijao se jer bi materijalu trebalo dosta vremena da rasprši toplinu. Manipulacija bez topline, korištena u novom procesu, poznata je kao "koherentno optičko inženjerstvo".

Metoda funkcionira jer svjetlost mijenja razlike između energetskih razina elektrona u poluvodiču, a da same elektrone pritom ne prebacuje u različite energetske razine i tako stvara toplinu.

Proces je reverzibilan pa kad se laser isključi materijal se neoštećen vraća u prvobitno stanje
Proces je reverzibilan pa kad se laser isključi materijal se neoštećen vraća u prvobitno stanje

"Laser snažno ljulja energetske razine materijala i to mijenja svojstva materijala, ali elektroni ostaju na mjestu; kao da čamac naiđe na veliki val i snažno se zaljulja, ali svi putnici ostanu na svojim mjestima", objašnjava Hsieh. 

Umjetno stvaranje materijala

Nalazi istraživača s Caltecha omogućit će korištenje svjetlosti za umjetno stvaranje materijala, poput egzotičnih kvantnih magneta, koje bi inače bilo teško ili čak nemoguće stvoriti prirodnim putem.

Nalazi istraživača s Caltecha omogućit će korištenje svjetlosti za umjetno stvaranje materijala
Nalazi istraživača s Caltecha omogućit će korištenje svjetlosti za umjetno stvaranje materijala

A činjenica da se ovom metodom mogu promijeniti optička, magnetska i mnoga druga svojstva materijala znači da se umjesto izrade novih materijala za postizanje različitih svojstava, jednom materijalu može dati širok raspon različitih korisnih svojstava.

 

 

Besplatna dostava

Intel

HP 250 G8

Core i5 1135G7,8GB, 512GB SSD, Iris Xe Graphics, 15.6" FHD IPS, Windows 10

5399 kn 5899 kn Kupi


Bežične over-ear BT slušalice

JBL LIVE 500BT

JBL Signature zvuk, handsfree pozivi, 50mm driveri, podrška za Google voice i Amazon Alexa glasovnu asistenciju, Ambient Aware i TalkThru tehnologija, odvojivi kabel s upravljačem i mikrofonom, trajanje baterije 30h, 18–20.000 Hz, 32 ohma.

849 kn 1.149 kn Kupi

BT prijenosni zvučnik s IPX7

MARSHALL EMBERTON BT

True Stereophonic, jedinstveni oblik višesmjernog zvuka Marshalla. 20+ sati prijenosnog vremena reprodukcije. Kombinacija suvremene tehnologije s kultnim Marshallovim dizajnom kako bi pružio snažan zvuk, a zadržao klasičan izgled, 60 Hz - 20 kHz, 20 W.

999 kn 1.299 kn Kupi