Лазерный мир

Ученые ИТМО создали металлические микрокапсулы, обратимо меняющие форму. Эксперты говорят, что эффект может использоваться для создания «умных» сенсоров.

Ученые Нового физтеха и Химико-биологического кластера Университета ИТМО разработали управляемые наночастицы из жидких металлов, которые могут обратимо изменять свою форму. Эксперты говорят, что в перспективе этот эффект может быть использован, чтобы создавать ультракомпактные оптоэлектронные устройства, «умные» сенсоры и сигнальные системы.

Управляемые оптические наноструктуры — совсем новая, но перспективная область в нанофотонике. Исследователи уже научились создавать управляемые наноматериалы на основе кремния, но сделать металлические частицы, которые могли бы обратимо изменять свою форму, пока не удавалось. Дело в том, что металлы очень непластичны — их внутренняя структура необратимо деформируется при нагревании.

Ученые ИТМО смогли решить эту проблему, изменив состав металлических частиц и саму их структуру. Частицы сделаны из галлия и его сплавов — у галлия одна из самых низких температур плавления среди всех металлов (всего 30 градусов Цельсия). Если нагревать его при обычных условиях, он очень быстро начинает плавиться. Но если воздействовать на сферические частицы галлия фемтосекундным лазером в течение ультракороткого периода, то произошедшие в нем деформации становятся обратимыми: после прекращения воздействия лазером частицы из изогнутой формы возвращаются в сферическую.

«Используя фемтосекундное лазерное излучение, мы смогли немного «подогреть» частицу, за счет чего изменилась и ее форма. А если меняется форма частицы, то меняются ее оптические свойства. Этот эффект можно применять в сенсорике и в устройствах управления светом на микро- и наномасштабе», — рассказал младший научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Никита Кулаченков. Наталия Веденеева

Источник: https://telecomdaily.ru/news/2021/09/20/umnye-sensory-sdelayut-iz-zhidkogo-metalla