Une boîte laser auto-organisée imite les matériaux vivants et se reconfigure dans des conditions changeantes.

Des chercheurs ont développé un système laser auto-organisé qui peut se reconfigurer en fonction des conditions, reproduisant ainsi la capacité des matériaux vivants. Cette découverte devrait permettre de créer des matériaux photoniques intelligents qui imiteraient mieux les propriétés de la matière biologique telles que l’auto-guérison, le comportement collectif et l’adaptation.

Alors que les lasers sont utilisés pour produire une autre forme de lumière en l’amplifiant, des chercheurs de l’Imperial College de Londres ont mis au point des lasers auto-assemblés constitués de microparticules dispersées dans un liquide avec un gain élevé ou la capacité d’amplifier la lumière.

Dans l’étude, publiée dans , l’équipe a utilisé un laser externe pour chauffer une particule de Janus, qui était recouverte d’un matériau absorbant la lumière sur une face. Les amas de microparticules se sont rassemblés autour du revêtement et l’effet laser ainsi créé pouvait être activé ou désactivé en modifiant l’intensité du laser externe.

“Les lasers, qui alimentent la plupart de nos technologies, sont conçus à partir de matériaux cristallins pour avoir des propriétés précises et statiques. Nous nous sommes demandé si nous pouvions créer un laser capable de combiner structure et fonctionnalité, de se reconfigurer et de coopérer comme le font les matériaux biologiques”, a déclaré le co-auteur principal de l’étude, le professeur Riccardo Sapienza, du département de physique de l’Imperial College.

Les chercheurs ont démontré l’adaptabilité de leur système laser en montrant qu’il pouvait être transféré dans l’espace en chauffant différentes particules Janus. Les particules Janus peuvent également aider à créer des particules en grappe qui ont des propriétés supérieures à celles obtenues par l’addition de deux grappes. Ces propriétés comprennent des capacités telles que le changement de forme et l’augmentation de la puissance du laser.

“Notre système laser peut se reconfigurer et coopérer, permettant ainsi une première étape vers l’émulation de la relation en constante évolution entre la structure et la fonctionnalité typique des matériaux vivants”, a déclaré Sapienza.

L’équipe cherche maintenant à améliorer les lasers afin de leur donner des propriétés plus proches de la vie. Le Dr Giorgio Volpe, co-auteur principal, espère que le laser pourra être utilisé pour développer des matériaux et des dispositifs de nouvelle génération pour des applications de détection, de nouvelles sources de lumière et d’informatique non conventionnelle, entre autres.


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