Lins som upptäcker gaser med hjälp av ljusbrytning utvecklad av forskare i ny studie

StockholmForskare vid universitetet i Jena har tillverkat en liten optisk lins som bara är några millimeter stor. Linsen ändrar sitt brytningssätt när gas finns närvarande. Deras resultat publicerades i Nature Communications.

Linsen är tillverkad av en speciell typ av glas med en unik struktur som har små håligheter för att rymma gasmolekyler. Dessa håligheter påverkar hur linsen fungerar.

Här är några viktiga punkter om linsen:

• Storlek: Endast några millimeter
• Material: Hybridglas
• Molekylstruktur: 3D-gitter med gasanpassade håligheter
• Förändringar: Den brytningsmässiga egenskapen ändras i närvaro av gas

Carl Zeiss-stiftelsen finansierar forskningen. Lothar Wondraczek är professor vid universitetet i Jena och studerar glaskemi. Han berättar att de utvecklar material som kan reagera på flera faktorer samtidigt. Till exempel, i deras nya hybridglaslins förändras ljusets brytning när gas absorberas av linsmaterialet.

Teamet stod inför en utmaning när de skulle tillämpa traditionella glastillverkningsmetoder på nya material. De använde metallorganiska ramar, som ofta studeras för gaslagring eller separation. Dessa material bryts emellertid vanligtvis ner vid uppvärmning, vilket gör det svårt att forma dem som önskat.

Doktorand Oksana Smirnova är huvudförfattaren till publikationen. Hon förklarar att de har utvecklat en metod för att framställa mycket rena material. Därefter fastställde de det bästa sättet att forma materialet. De smälter materialet och häller det i en 3D-printad form, där det pressas för att få den önskade formen.

Läs också:

Idag · 11:25

Elektrolytgenombrott: förbättrar batteriprestanda totalt

Teamet valde noggrant linsformen eftersom även små brister i linser kan synas och påverka deras funktion.

Den nya metoden tillåter oss att skapa flera olika former. Den kan göra mer än att bara tillverka små linser. Wondraczek tror att dessa material även kan användas i logikkretsar. Till exempel, när ljus träffar linsen samtidigt som gas absorberas, böjs ljuset på ett visst sätt, vilket ger samlad återkoppling.

Andra möjliga användningsområden inkluderar membran för att separera gaser. Dessa membran ändrar sina optiska egenskaper i närvaro av gasmolekyler. Sådana komponenter kan användas i sensorer och göra mätmetoder mer effektiva, platsbesparande och intelligenta.

Dr. Alexander Knebel leder en juniorforskargrupp vid Stolen för Glaskemi. Han och hans team har utvecklat en ny metod för att framställa material. De strävade efter att producera mycket rena material och arbetade med att förfina formningsprocessen.

Forskningen öppnar upp för nya möjligheter inom olika användningsområden. Materialet kan enkelt formas, vilket är en stor fördel. Teamet tror att dessa anpassningsbara material kan vara användbara inom många områden.