«Умные» обои будут делать при помощи напечатанных лазеров

Ученые напечатали лазеры, используя стандартные струйные принтеры

Это может стать новым направлением технологии, которое позволит создавать будущие лазерные устройства гораздо более простым и дешевым способом.

Команда из Кембриджского университета использовала жидкие кристаллы вместо чернил, чтобы напечатать крошечные точки на поверхности со специальным покрытием. Как только покрытие высыхает, точки становятся лазерами; это исследование описано в сентябрьском номере журнала Soft Matter.

Лазер – направленная форма света определенного ряда цветов. Лазер имеет четкие длины волны, в то время как у солнечного света или света от лампы очень широкая длина волны и широкий спектр цветов.

Существует огромное количество способов производства лазеров. Один из них использует жидкие кристаллы (LC), которые хорошо знакомы нам по жидкокристаллическим дисплеям или LCD, из которых делают компьютерные мониторы или телевизоры с плоским экраном.

Чтобы образовать лазер, молекулы в жидкокристаллическом материале должны выстраиваться определенным способом. Чтобы так сделать, жидкий кристалл обычно помещают между двумя стеклянными пластинами со специфическим покрытием, которое заставляет молекулы выстраиваться в определенной последовательности.

Но недавняя работа использует стандартную струйную печать и пленку раствора полимера, чтобы выстроить молекулы; полимер в данном случае похож на обычный белый клей, используемый в домашнем хозяйстве.

«До сих пор никто не мог напечатать лазер. Материалы, которые использовались для изготовления лазеров, работали только с определенными поверхностями и требовали обширного и дорогостоящего производственного процесса, – говорит Дамиан Гардинер из Кембриджского университета, один из членов команды, в интервью для Би-би-си. – Для работы лазера необходимы три вещи: полость или пространство между двумя зеркалами, так, чтобы свет мог двигаться туда и обратно, «усилитель», чтобы увеличить количество света, и энергия. Наш лазер использует специальные оптические свойства жидкого кристалла; таким образом, нам не нужны зеркала, и краска играет роль усилителя. Самая главная ценность системы – то, что она жидкая, поэтому она может быть напечатана на обычном струйном принтере, что очень дешево».

«Умные» обои

Ученые напечатали сотни маленьких жидкокристаллических точек на влажной пленке, и в процессе высыхания пленки молекулы в LC выстраиваются в правильном порядке, после чего точки превращаются в отдельные лазеры. Одним из способов потенциального использования технологии могли бы быть «умные обои», предложил коллега Гардинера Ка Сяо.

«Мы можем произвести сотни и тысячи маленьких лазеров в простой одношаговой операции, применяя технологию, не сильно отличающуюся от той, которая используется каждый день любым человеком для печати документа, письма или фотографии дома или в офисе, – сказал он. – Лазеры могут использоваться для различных дисплеев или экранов, или они могут закодировать информацию и превратить любую поверхность в «умную поверхность». Если напечатать, например, в музее обои с лазерными точками, слепые люди, используя маломощный сканер, смогут знать, в какой комнате они находятся, какая выставка представлена и где они должны повернуть, чтобы найти запасной выход».

В недавнем независимом исследовании ученые использовали другие нетрадиционные способы для создания лазерного света: они делали это при помощи живой клетки.

В современной жизни лазеры используются во множестве устройств разного уровня сложности и значимости – от DVD-плееров, хирургического оборудования и сканеров в супермаркетах до индустриального оборудования и последнего марсохода НАСА «Кьюриосити», который использует лазеры, чтобы исследовать поверхность Красной планеты.