Lentille révolutionnaire détecte les gaz en réfractant la lumière

ParisDes chercheurs de l'Université de Iéna ont créé une petite lentille optique de quelques millimètres seulement. Cette lentille modifie sa réfraction de la lumière en présence de gaz. Leurs résultats ont été publiés dans Nature Communications.

Fabriquée en verre spécial, cette lentille possède une structure singulière avec de petites cavités pouvant contenir des molécules de gaz. Ces cavités modifient le fonctionnement de la lentille.

Voici quelques points essentiels concernant la lentille :

• Taille : Quelques millimètres seulement
• Matériau : Verre hybride
• Structure moléculaire : Treillis 3D avec des cavités pouvant contenir du gaz
• Modifications : Comportement réfractif changeant en présence de gaz

La Fondation Carl Zeiss finance la recherche. Lothar Wondraczek, professeur à l'Université de Iéna, étudie la chimie du verre. Il explique qu'ils créent des matériaux capables de réagir à plusieurs facteurs simultanément. Par exemple, dans leur nouvelle lentille hybride en verre, la réfraction de la lumière change si le matériau de la lentille absorbe du gaz.

L'équipe a rencontré un défi en adaptant les méthodes traditionnelles de fabrication du verre à de nouveaux matériaux. Ils ont utilisé des structures organométalliques, souvent étudiées pour le stockage ou la séparation des gaz. Cependant, ces matériaux ont tendance à se décomposer sous l'effet de la chaleur, rendant leur mise en forme difficile.

La doctorante Oksana Smirnova est à la tête de cette publication. Elle explique qu'ils ont mis au point un procédé pour obtenir des matériaux d'une pureté exceptionnelle. Ensuite, ils ont identifié la meilleure méthode pour façonner le matériau. Ils le fondent puis le versent dans un moule imprimé en 3D, en le compressant pour lui donner la forme souhaitée.

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L’équipe a soigneusement choisi la forme des lentilles, car même de petites imperfections peuvent être visibles et affecter leur performance.

La nouvelle méthode nous permet de créer différentes formes. Elle peut faire bien plus que de simples mini-objectifs. Wondraczek pense que ces matériaux pourraient également être utilisés dans des circuits logiques. Par exemple, lorsque la lumière frappe l'objectif alors que du gaz est absorbé, la lumière se courbe d'une certaine manière, fournissant ainsi un retour combiné.

D'autres applications possibles incluent des membranes pour la séparation des gaz. Ces membranes modifient leurs propriétés optiques en présence de molécules de gaz. De tels composants peuvent être utilisés dans des capteurs, rendant ainsi les méthodes de mesure plus efficaces, compactes et intelligentes.

Dr. Alexander Knebel dirige un groupe de recherche junior au sein de la Chaire de Chimie du Verre. Lui et son équipe ont mis au point une nouvelle méthode de fabrication de matériaux. Leur objectif était de produire des matériaux d'une pureté exceptionnelle tout en perfectionnant le processus de formation.

La recherche ouvre de nouvelles perspectives d'utilisation. Le matériau est facilement malléable, un atout considérable. L'équipe estime que ces matériaux flexibles pourraient être bénéfiques dans de nombreux domaines.