211service.com
Pirmās lāzeršķiedras paver ceļu lētiem, mīkstajiem lāzera tekstilizstrādājumiem
Bija laiks, ne tik sen, kad lāzeri bija eksotiskas ierīces, kas dzīvoja specializētās laboratorijās un paļāvās uz ekspertu komandu, lai tās turpinātu. Viss mainījās, kad fiziķi izstrādāja cietvielu lāzerus, izmantojot tās pašas metodes, kas ir padarījušas silīcija mikroshēmas tik visuresošas un lētas. Mūsdienās, ja jūs dzīvojat rietumu pasaulē, jūs, iespējams, neatrodaties tālāk par 5 metriem no lāzera, iespējams, DVD atskaņotājā, lāzera rādītājā vai disku diskdzinī.
Taču, neskatoties uz to visuresamību, lāzerus joprojām ir samērā sarežģīti izgatavot, un tos ir grūti iekļaut ne tikai cietvielu ierīcēs, piemēram, datoru mikroshēmās. Fiziķi ir guvuši zināmu progresu optisko šķiedru dopingā, lai tās lāsētu.
Taču šīs šķiedras ir salīdzinoši lielas salīdzinājumā ar mikroelektroniskajiem komponentiem, piemēram, tranzistoriem, un stingras salīdzinājumā ar organiskajām šķiedrām, piemēram, kokvilnu, un tāpēc to lietderība ir ierobežota. Piemēram, no optiskām šķiedrām nebūtu iespējams noadīt džemperi.
Tas tagad varētu mainīties, pateicoties Andrea Kamposeo darbam Istituto Nanoscienze-CNR Nanotehnoloģiju laboratorijā Itālijā un dažiem draugiem. Šie puiši ir atraduši veidu, kā izgatavot organiskās nanošķiedras, kas darbojas redzamā viļņa garumā. Darbs paver ceļu lāzera tekstilizstrādājumu ražošanai, veselām materiāla loksnēm, kas izstaro gaismu, izmantojot stimulētās emisijas procesu.
Lai izgatavotu šīs nanošķiedras, Camposeo un co izmanto vienkāršu elektrovērpšanas procesu. Tas sākas ar organiskā polimēra, piemēram, PMMA vai polistirola, šķīdumu, kas pārklāj konisku virsmu, kas pazīstama kā vērpējs.
Novietojot elektriskajā laukā, lādiņš uzkrājas konusa galā, izraisot šķidruma veidošanās pilienu, kas pēc tam tiek atrauts no virsmas, ievelkot ar to šķidruma virkni. Šķīdinātājam iztvaikojot, molekulas polimerizējas, veidojot nanošķiedru.
Tas ir labi zināms un tradicionāls process. Triks, ko Camposeo un co ir pilnveidojuši, ir pievienot maisījumam dažas lāzerkrāsvielas. Tās ir organiskas molekulas, kas spēj absorbēt gaismu vienā viļņa garumā un izstarot to augstākā viļņa garumā. Tātad, peldoties gaismā zemākā viļņa garumā, vidējais starojuma līmenis ir augstāks.
Rezultāti izskatās iespaidīgi. Šie puiši ir elektrovērpti atsevišķas PMMA nanošķiedras, kas sajauktas ar lāzera krāsām, lai iegūtu šķiedras, kuru diametrs svārstās no dažiem simtiem nanometru līdz dažiem mikroniem.
Un, kad tās tiek bombardētas ar ārēju gaismu, šīs šķiedras aiztur gaismu, izraisot visas šķiedras kustīgumu. Gaisma var arī pāriet no vienas šķiedras uz otru, kur tās pieskaras.
Interesanti šajā pieejā ir tas, ka šķiedru ķīmiskās īpašības ir viegli modificēt. Camposeo un co apgalvo, ka ir iespējams izgatavot šķiedras, kas darbojas plašā viļņu garuma diapazonā. Viņi saka, ka šīs nanostruktūras var pielāgot tā, lai tās izstaro gaismu visā redzamajā un tuvajā infrasarkanajā reģionā.
Šāda veida šķiedrām ir daudz pielietojumu, kuras var izgatavot istabas temperatūrā par nelielu samaksu. Camposeo un co saka, ka atsevišķas nanošķiedras var izmantot plašā fotonisko komponentu klāstā, un par cenu, kas padara tos vairāk vai mazāk vienreiz lietojamus. No tiem var izveidoties arī sava veida matējums, lai radītu elastīgus tekstilizstrādājumus. Mēs paredzam, ka šīs īpašības var padarīt elektrovērptus polimēru paklājus par interesantiem kandidātiem kā gaismu izstarojošus avotus aktīvo tekstilizstrādājumu un viedo virsmu veidošanai ar lielu platību dažādiem tehniskiem lietojumiem, viņi saka.
Tā ir interesanta iespēja. Camposeo un co neiedziļinās sīkāk par to, kādas lietas varētu būt iespējamas ar šāda veida sastāvdaļām un tekstilizstrādājumiem. Tāpēc lūdzu ieteikumus komentāru sadaļā.
Atsauce: arxiv.org/abs/1311.7598 : polimēru nanošķiedras kā jauni gaismu izstarojoši avoti un lāzera materiāls