Lente óptica que detecta gases a través de la refracción de la luz
MadridCientíficos de la Universidad de Jena han creado una pequeña lente óptica de tan solo unos pocos milímetros. Esta lente cambia su forma de refractar la luz en presencia de gas. Sus descubrimientos han sido publicados en Nature Communications.
El lente está fabricado con un tipo especial de vidrio que tiene una estructura única con pequeños orificios que pueden contener moléculas de gas. Estos orificios alteran el funcionamiento del lente.
Aspectos clave sobre la lente:
- Tamaño: Solo unos pocos milímetros
- Material: Vidrio híbrido
- Estructura molecular: Rejilla tridimensional con cavidades que contienen gas
- Cambios: El comportamiento refractivo varía en presencia de gas
La Fundación Carl Zeiss financia la investigación. Lothar Wondraczek, profesor en la Universidad de Jena, estudia la química del vidrio. Él menciona que están creando materiales que pueden responder a varios factores simultáneamente. Por ejemplo, en su nueva lente híbrida de vidrio, la manera en que la luz se refracta cambia si el material de la lente absorbe gas.
El equipo se enfrentó a un desafío al aplicar métodos tradicionales de fabricación de vidrio a nuevos materiales. Utilizaron estructuras metal-orgánicas, que a menudo se estudian para el almacenamiento o la separación de gases. Sin embargo, estos materiales suelen descomponerse al calentarse, lo que dificulta moldearlos según se necesita.
La candidata a doctorado Oksana Smirnova lidera la publicación. Ella explica que han desarrollado un proceso para fabricar materiales de altísima pureza. Luego, determinaron la mejor manera de moldear el material. Fundieron el material y lo vertieron en un molde impreso en 3D, presionándolo para darle la forma deseada.
El equipo seleccionó cuidadosamente la forma de la lente porque incluso pequeñas imperfecciones pueden afectar su funcionamiento y ser visibles.
El nuevo método nos permite crear diversas formas. Puede hacer mucho más que producir lentes diminutas. Wondraczek cree que estos materiales también podrían usarse en circuitos lógicos. Por ejemplo, cuando la luz incide sobre la lente mientras se absorbe gas, la luz se desvía de cierta manera, proporcionando una retroalimentación combinada.
Otras posibles aplicaciones incluyen membranas para la separación de gases, las cuales modifican sus propiedades ópticas en presencia de moléculas de gas. Estos componentes pueden emplearse en sensores, volviendo los métodos de medición más eficientes, compactos e inteligentes.
El Dr. Alexander Knebel lidera un grupo de investigación junior en la Cátedra de Química del Vidrio. Él y su equipo han desarrollado un nuevo método para crear materiales. Su objetivo era producir materiales de alta pureza y trabajaron en perfeccionar el proceso de formación.
La investigación abre nuevas posibilidades de uso. El material es fácil de moldear, lo cual es una gran ventaja. El equipo está convencido de que estos materiales adaptables pueden ser útiles en diversas áreas.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-49428-1y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Oksana Smirnova, Roman Sajzew, Sarah Jasmin Finkelmeyer, Teymur Asadov, Sayan Chattopadhyay, Torsten Wieduwilt, Aaron Reupert, Martin Presselt, Alexander Knebel, Lothar Wondraczek. Micro-optical elements from optical-quality ZIF-62 hybrid glasses by hot imprinting. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-49428-1
Ayer · 20:33
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