Новое оптическое волокно реагирует на давление

Очередной шаг в создании многофункциональных волокон сделали специалисты Лаборатории электроники (Research Laboratory of Electronics) Массачусетского технологического института. Они представили "нити", способные не только проводить и изменять свет, но и чувствовать изменение давления.

Инженеры создали, как плоские волокна, так и волокна с круглым сечением. Из плоских "ниток" даже был сплетён специальный ковёр (фото NPG/Nature Materials).

Ранее мы рассказывали о том, как группа Йоэля Финка (Yoel Fink) сконструировала оптическую сферу и видящую ткань. На этот раз учёные пошли дальше: совместив в одном волокне разные материалы, они научили его новым трюкам.

Из необычных волокон можно создавать ковры, подсчитывающие количество прошедших по ним людей. Пригодятся они и в конструкциях, в которых нужно следить за появлением трещин. Ещё один пункт: биомедицинское применение в качестве самых разных сенсоров (фото Research Laboratory of Electronics at MIT/Greg Hren).

Инженеры подобрали материалы с определёнными свойствами, которые плавились и деформировались при одной температуре, и соединили их в одной заготовке диаметром четыре сантиметра. При нагреве и вытягивании такого прута образовывался тонкий проводок, в котором слои насчитывали в ширину несколько нанометров, при этом соотношение их толщин оставалось прежним.

Начальный полимерный материал по мере охлаждения формировал высококачественный пьезоэлектрический кристалл. В центр волокна помещался поликарбонатный световод. Оставалось лишь добавить электроды, подводящие и отводящие ток от пьезоэлектрического слоя.

Посылая импульсы тока, американские учёные заставляли новое волокно сжиматься. Полученные вибрации можно использовать для получения акустических волн. Внешнее же сжатие волокна можно фиксировать по появлению электрического сигнала.

Кроме прочего, пьезоэлектрический слой позволяет влиять на оптический сигнал, пробегающий по центру волокна. Финк (в центре) и его аспиранты создали "проводки" с отражающими слоями, взаимодействующими с излучением различных длин волн. Подавая ток, учёные варьировали толщину этих слоёв, заставляя их менять оптические свойства (фото Research Laboratory of Electronics at MIT/Greg Hren).

Статья авторов опубликована в журнале Nature Materials.