近日，來自倫敦帝國理工學(xué)院和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員展示了第一個(gè)自發(fā)自組織激光裝置，它可以在條件改變時(shí)進(jìn)行重新配置。通過模仿生命系統(tǒng)的特征，這種自組織激光器可以為傳感、計(jì)算、光源和顯示帶來新的材料。

據(jù)《自然物理學(xué)》（Nature Physics）報(bào)道，這一創(chuàng)新將有助于開發(fā)智能光子材料，使其能夠更好地模仿生物物質(zhì)的特性，如響應(yīng)性、適應(yīng)性、自我修復(fù)和集體行為。

混合結(jié)構(gòu)和功能

來自帝國理工學(xué)院物理系的聯(lián)合主要作者Riccardo Sapienza教授表示：“為我們大多數(shù)技術(shù)提供動(dòng)力的激光器是由晶體材料設(shè)計(jì)的，具有精確和靜態(tài)的特性。我們一直在思考，能否創(chuàng)造出一種能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)和功能融合在一起的激光，它能夠像生物材料一樣重新配置和組合協(xié)作?！?/p>

激光是一種放大光以產(chǎn)生一種特殊形式的光的裝置。該團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)中的自組裝激光器，由分散在具有高增益的液體中的微粒組成，這種“增益”是光的放大能力。一旦足夠的這些微粒聚集在一起，它們就可以利用外部能量來產(chǎn)生激光。

外部激光被用來加熱“Janus”粒子（一種表面涂有吸光材料的粒子），而微粒聚集在其周圍。這些微粒團(tuán)簇產(chǎn)生的激光可以通過改變外部激光的強(qiáng)度來“開啟”和“關(guān)閉”，從而控制團(tuán)簇的大小和密度。

帶來新一代材料

該團(tuán)隊(duì)還展示了如何通過加熱不同的Janus粒子在空間中傳輸激光簇，展示了該系統(tǒng)的適應(yīng)性。Janus粒子也可以合作，創(chuàng)造出比簡單地增加兩個(gè)簇更有特性的簇，比如改變它們的形狀和增強(qiáng)它們的激光功率。

來自倫敦大學(xué)學(xué)院化學(xué)系的共同主要作者Giorgio Volpe表示：“如今，激光在醫(yī)學(xué)、電信和工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。具有逼真特性的激光將有助于開發(fā)強(qiáng)大、自主和耐用的下一代材料和設(shè)備，用于傳感應(yīng)用、非常規(guī)計(jì)算、新型光源和顯示器?！?/p>

接下來，該團(tuán)隊(duì)將研究如何改進(jìn)激光器的自主行為，使其更逼真。該技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用可能是用于智能顯示器的下一代電子墨水。

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