Czujniki ciśnienia z laserowych baniek mydlanych

Pod wpływem światła bąbelki powstałe z wody z mydłem, zmieszanej z barwnikiem fluorescencyjnym, stają sią maleńkimi laserami, które mogą działać jako czujniki ciśnienia – informuje pismo „Physical Review X”.

Twórcami bąbelkowych laserów są Matjaž Humar oraz Zala Potočnik z Uniwersytetu w Lublanie (Słowenia). Do wytworzenia piany używali zwykłych mydeł do rąk lub przeznaczonych dla dzieci mieszanek do puszczania baniek – wystarczyło dodać do nich niewielką ilość barwnika fluorescencyjnego.

Jak wykazały eksperymenty, laserowe bańki mydlane wyjątkowo dobrze wyczuwają pola elektryczne i ciśnienie.

Lasery wymagają trzech kluczowych komponentów. Pierwszy to wnęka, w której światło może odbijać się tam i z powrotem. Często wykorzystuje się do tego lustra, ale zamiast tego badacze wykorzystali wewnętrzną objętość bąbelków – niektóre z nich miały średnicę mniejszą niż pół milimetra, a inne kilka centymetrów.

Drugi niezbędny element lasera to materiał wzmacniający światło – jest nim barwnik fluorescencyjny, który emituje światło, gdy sam zostanie oświetlony.

Trzeci i ostatni składnik to samo światło, które w przypadku bąbelkowych laserów pochodziło ze światłowodu, skierowanego na mydlaną bańkę poprzez soczewkę skupiającą. W rezultacie bańka zaczęła emitować własne światło laserowe.

Humar i Potočnik eksperymentowali także używając do tworzenia laserów bąbelkowych ciekłych kryształów zamiast mydła. Dzięki temu lasery były bardziej stabilne i trwalsze, co umożliwiło przekształcenie ich w czujniki ciśnienia i pól elektrycznych. Wystawienie na działanie któregokolwiek z nich zmienia fizyczny kształt bańki, a co za tym idzie, zmieniają się także właściwości jej wiązki laserowej, które można zmierzyć.

Według twórców lasery bąbelkowe są tak czułe, że można je wykorzystać do wykrywania zmian ciśnienia rzędu 0,001 proc. ciśnienia atmosferycznego. Potrafią także wyczuć pola elektryczne w otaczającym powietrzu w słoneczny dzień, z dala od burz wytwarzających energię elektryczną.

Humar i Potočnik pracują już nad przenośnymi urządzeniami wykorzystującymi bąbelkowe laserowe czujniki.

Przeczytaj także: Rosiczka rozbroi bakterie oporne na antybiotyki

Źródło: naukawpolsce.pap.pl

Last Updated on 21 listopada, 2023 by Krzysztof Kotlarski