Soczewka wykrywająca gazy dzięki załamaniu światła opracowana przez naukowców w nowym badaniu

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Jenie stworzyli małą soczewkę optyczną o wielkości zaledwie kilku milimetrów. Soczewka ta zmienia sposób załamywania światła w obecności gazu. Wyniki ich badań opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.

Soczewka wykonana jest z unikalnego rodzaju szkła, które posiada specjalną strukturę z małymi otworami zdolnymi do magazynowania cząsteczek gazu. Te otwory wpływają na funkcjonowanie soczewki.

Oto kilka kluczowych informacji o soczewce:

• Wielkość: Zaledwie kilka milimetrów
• Materiał: Szkło hybrydowe
• Struktura molekularna: Trójwymiarowa siatka z wnękami umożliwiającymi przyjęcie gazu
• Zmiany: Zmienia właściwości refrakcyjne w obecności gazu

Fundacja Carla Zeissa finansuje badania. Lothar Wondraczek jest profesorem na Uniwersytecie w Jenie i zajmuje się chemią szkła. Wyjaśnia, że tworzą materiały reagujące jednocześnie na kilka czynników. Na przykład w nowej hybrydowej soczewce szklanej sposób załamania światła zmienia się, gdy materiał soczewki pochłania gaz.

Zespół napotkał trudność w zastosowaniu tradycyjnych metod wytwarzania szkła do nowych materiałów. Wykorzystali metalowo-organiczne struktury, które często badane są pod kątem magazynowania lub separacji gazów. Problem polegał jednak na tym, że te materiały zazwyczaj rozpadają się pod wpływem wysokiej temperatury, co utrudnia nadawanie im pożądanego kształtu.

Doktorantka Oksana Smirnova przewodzi zespołowi przygotowującemu publikację. Wyjaśnia, że opracowali proces wytwarzania bardzo czystych materiałów. Następnie ustalili najlepszy sposób formowania tego materiału. Polega on na jego stopieniu i wylaniu do formy wydrukowanej w technologii 3D, a następnie sprasowaniu w celu uzyskania pożądanego kształtu.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:25

Przełomowy elektrolit poprawia wydajność baterii stałych

Zespół starannie dobrał kształt soczewek, ponieważ nawet niewielkie niedoskonałości mogą być zauważalne i wpływać na ich działanie.

Nowa metoda pozwala nam tworzyć wiele różnych kształtów. Może robić więcej niż tylko tworzyć miniaturowe soczewki. Wondraczek uważa, że te materiały mogą być również używane w układach logicznych. Na przykład, gdy światło pada na soczewkę podczas absorpcji gazu, światło załamuje się w określony sposób, co daje skomponowaną informację zwrotną.

Inne potencjalne zastosowania to membrany do rozdzielania gazów. Membrany te zmieniają swoje właściwości optyczne w obecności cząsteczek gazu. Takie elementy mogą być używane w sensorach, co pozwala na bardziej efektywne, oszczędzające miejsce i inteligentne metody pomiaru.

Dr Alexander Knebel kieruje grupą badawczą w Katedrze Chemii Szkła. On i jego zespół stworzyli nową metodę tworzenia materiałów. Ich celem było wytwarzanie materiałów o wysokiej czystości oraz doskonalenie procesu formowania.

Badania otwierają nowe możliwości dla różnorodnych zastosowań. Materiał można łatwo formować, co stanowi istotną zaletę. Zespół jest przekonany, że te elastyczne materiały mogą być użyteczne w wielu dziedzinach.