京都科技研究所的研究生助理Kenji Urayama和Hama Nagai首次開(kāi)發(fā)出了膽甾型液晶橡膠
早在2001年,Palffy-Muhoray博士和Bahman Taheri博士以及其他幾個(gè)同事們首次證明了他們可以在不需要任何外部反射鏡的情況下,用液晶材料在材料內部反復反射激光,然而激光發(fā)射的頻率還不能精確地控制。
他們近期由美國國家科學(xué)基金委和日本科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì )贊助的研究項目已經(jīng)發(fā)表在Nature上,標題為“可精確測定應變的膽甾型液晶橡膠發(fā)射可調諧激光”。
“我們利用了解到的信息作為基礎,并把它們推廣到應用中,比如利用光纖從遠端獲得信息的傳感器,再比如可調諧的光源,不過(guò)可調諧光源比較難制得”P(pán)alffy-Muhoray 說(shuō)道。
傳感器可用于測量應變(這是一種微小的長(cháng)度變化),或是應力(某一微區上單位面積的力)。
“原則上來(lái)講,它可以被放在鞋子里測量糖尿病患者腳的剪切應力,也可以用于光纖。當一個(gè)脈沖通過(guò)纖維時(shí),從激光發(fā)射器里返回的光的顏色可以攜帶應變的信息”P(pán)alffy-Muhoray說(shuō)道,“同樣地,也可以利用激光通過(guò)光纖測量應力,應變,溫度和化學(xué)成分來(lái)實(shí)現對遠程設備的監控?!?/span>
液晶可以作為分布腔的核心和活性介質(zhì)。簡(jiǎn)單的光抽運導致了低閾值和在能帶邊緣產(chǎn)生無(wú)反射的激光。我們可以通過(guò)改變溫度,提供力場(chǎng)或者引入雜質(zhì)來(lái)調控液晶分子的取向,從而改變液晶彈性體的形狀。
“我們會(huì )在這個(gè)領(lǐng)域繼續努力,去開(kāi)發(fā)在可調諧損失方面表現更出色的新型材料,”P(pán)alffy-Muhoray說(shuō)道,“如今科學(xué)家們都在找尋一種對光和物質(zhì)之間相互作用的更好的理解,工程師們也在規劃未來(lái)的光電器件,他們將受益于我們的研究成果。然而不久的將來(lái),全社會(huì )可能都將受益。在1970年以前,液晶的研究主要由于科學(xué)家的好奇而不斷發(fā)展。向列型液晶的發(fā)現和由肯特州立大學(xué)液晶研究所發(fā)明的液晶顯示器改變了顯示技術(shù),使全世界人民受益?!?/span>
液晶彈性體(LCEs)本質(zhì)上來(lái)講就是具備液晶性能的橡膠,利用它可以做很多不可思議的事情,尤其是在光學(xué)、光電子學(xué)、通信行業(yè)以及藥學(xué)領(lǐng)域。當遇到光,熱,氣或者其他刺激因素時(shí),它們可以卷起,彎曲,扭轉,起皺或者伸展。因為這種敏感的響應,使它們可以非常理想地應用于人造肌肉,血管,制動(dòng)器,傳感器,塑料馬達和藥物載體系統。它們甚至可以被用于作為可機械調諧的無(wú)反射鏡激光橡膠。
肯特州立大學(xué)文理學(xué)院的Peter Palffy-Muhoray博士,同時(shí)也是Glenn H. Brown液晶研究所的副主任以及化學(xué)物理學(xué)的教授,他已經(jīng)和世界各地的專(zhuān)家就液晶彈性體領(lǐng)域進(jìn)行了多年的合作研究。最近他和他的研究生助理Andrii Varanytsia以及來(lái)自日本京都科技研究所的研究生助理Kenji Urayama和Hama Nagai首次開(kāi)發(fā)出了膽甾型液晶橡膠。當這種橡膠伸展時(shí),可以在無(wú)反射鏡的條件下精確發(fā)出激光。
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