استفاده از لیزر فمتوثانیه برای تولید ساختارهای سه بعدی

اخیرا روشی برای تولید ساختارهای سه بعدی ارائه شده است. در این روش لیزری پالسی به پلیمری حاوی یون نقره تابیده می‌شود که موجب تبدیل یون‌ها به نانوبلور می‌گردد.

اخیرا روشی برای تولید ساختارهای سه بعدی ارائه شده است. در این روش لیزری
پالسی به پلیمری حاوی یون نقره تابیده می‌شود که موجب تبدیل یون‌ها به
نانوبلور می‌گردد.

پژوهشگران دانشگاه هاروارد گامی موثر در تولید مواد مصنوعی برداشتند که می‌تواند
نور را به‌صورت جالبی خم کند. آنها برای این کار از یک لیزر بسیار کوتاه و
قدرتمند استفاده کردند تا الگوهایی سه بعدی از نقره درون مواد تولید کنند.
این مواد می‌توانند به‌عنوان واحدهای سازنده در تولید البسه نامرئی کننده
استفاده شود.

جزئیات مربوط به این فرآیند جدید در قالب مقاله‌ای در نشریه Applied
Physics Letters به چاپ رسیده است. در این روش از لیتوگرافی برای ایجاد طرح
سه بعدی با قدرت تفکیک بالا جهت تولید مواد مصنوعی استفاده شده است.

 
کیون ورا، از محققان این پروژه در مدرسه علوم کاربردی، می‌گوید اگر شما به یک ماده
مصنوعی توده‌ای برای پرتو‌های مادون قرمز و مرئی نیاز دارید، باید ذرات نقره یا طلا
را درون یک دی الکتریک قرار دهید و این کار را نیز باید به‌صورت سه بعدی انجام
دهید. چنین الگودهی یک گام بزرگ برای تولید مواد مصنوعی توده‌ای است.

ورا می‌گوید این پژوهش نشان داد که ما قادریم نقاط نقره‌ای را به‌صورت مجزا در
محورهای X، Y و Z ایجاد کنیم. هیچ روش دیگری وجود ندارد که با آن بتوان چنین کاری
را انجام داد. برای این کار باید از لیزر فمتوثانیه استفاده کرد.

زمانی که لیزر معمولی به یک ماده شفاف تابیده می‌شود از آن عبور کرده و به‌صورت
مستقیم با اندکی انحراف به حرکت خود ادامه می‌دهد. اما در لیزر فمتوثانیه قضیه فرق
می‌کند این لیزر فوتون‌هایی را تولید می‌کند که تنها ۵۰ کواردیلیونیوم ثانیه طول
می‌کشد ( ۵ × ۱۰-۱۴ ). این لیزر به جای عبور از ماده، انرژی خود را به آن داده و
موجب برانگیختگی الکترون می‌شود که به این پدیده جذب غیرخطی گفته می‌شود.

به موجب این جذب، یک واکنش شیمیایی رخ داده و ساختار درون ماده تغییر می‌کند. از
این روش برای تولید مواد دو بعدی و سه بعدی ساده استفاده شده است. در این روش از
لیزر برای تولید آرایه‌های بسیار دقیق نقره که به‌صورت مجزا درون ماتریکس پلیمری
قرار گرفته استفاده شد.

در این پروژه محققان نیترات نقره، آب و پلیمر PVP را درون محلول ریخته سپس روی شیشه
پختند. پلیمر سفت شده و درون آن یون‌های نقره معلق هستند. این یون‌ها در اثر تابش
لیزر تشکیل نانوبلور می‌دهند.