Migrációs paktum: új köntös, régi brüsszeli elvárások
Új szegedi áttörés: a fény már mozgat is
A fény nemcsak világít, hanem alakít is. Szegedi kutatók rugalmas fényvezetőket fejlesztettek ki.
Különleges, rugalmas fényvezetőket fejlesztettek ki a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) kutatói, amelyek nemcsak a fényt vezetik, hanem magát a fényt használják „erőforrásként” is. A Nature Communications rangos tudományos folyóiratban bemutatott eredmények új távlatokat nyithatnak a biofotonika, az érzékeléstechnika és akár az orvosi alkalmazások területén is.
A fény erejét használja fel az új szegedi fejlesztés
Az optikai fényvezetők – hasonlóan a jól ismert optikai szálakhoz – képesek a fényt irányított módon továbbítani. A modern kutatások azonban egyre inkább olyan megoldásokat keresnek, amelyek nem merevek, hanem rugalmasak is. Ez különösen fontos beültethető vagy viselhető érzékelők, biointerfészek, illetve lágy robotikai eszközök esetében, ahol az anyagoknak alkalmazkodniuk kell a környezethez anélkül, hogy megsérülnének.
A HUN-REN SZBK Biofotonika és Biomikrofluidika Kutatócsoportja most egy olyan megoldással állt elő, amely ezen is túlmutat: az általuk kifejlesztett mikroszkopikus fényvezetők a bennük haladó fény fizikai nyomását használják fel saját alakjuk megváltoztatására.
Lágy anyag, mikroszkopikus mozgás
A szegedi kutatók rendkívül lágy anyagból készítették el a fényvezető szálakat. A trükk abban rejlik, hogy amikor a fény egy görbült szakaszon halad át, az impulzusa megváltozik, és ez – bár rendkívül kicsi – mérhető erőt fejt ki az anyagra. Ez az erő elegendő ahhoz, hogy a fényvezető deformálódjon: elhajoljon, vagy akár részben kiegyenesedjen.
A jelenséget Iványi T. Gergely és munkatársai egy mindössze 90 mikrométer hosszú, kevesebb mint egy mikrométer vastag, félkör alakú fényvezető szálon mutatták be. A kísérletek során jól megfigyelhető volt, hogy a fényteljesítmény növelésével a szál alakja is változik – mintha maga a fény „dolgozna” rajta.
Több erő, kevesebb fény
A módszer egyik nagy előnye, hogy a korábbi, optikai csipeszeken alapuló technikáknál hatékonyabban használja ki a fény impulzusváltozását. Ez azt jelenti, hogy egységnyi fényintenzitással nagyobb mechanikai erő érhető el, ami kulcsfontosságú lehet a jövőbeli alkalmazások tervezésénél.
A kutatók egy részletes optomechanikai modellt is kidolgoztak, amely nagy pontossággal képes előre jelezni, hogyan fog elhajlani a fényvezető adott körülmények között. Ez már nemcsak kísérleti érdekesség, hanem mérnöki szempontból is használható eszköz.
Sejtek csapdázása és mozgatása fénnyel
A fejlesztés gyakorlati lehetőségei különösen izgalmasak. A jövőben a technológia alkalmas lehet összetettebb mikroszerkezetek mozgatására pusztán fénnyel, de akár egyedi sejtek csapdázására és irányított mozgatására is. Ez új eszközöket adhat a biológiai és orvosi kutatások kezébe, például sejtek mechanikai tulajdonságainak vizsgálatakor.
További híreink:
