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激光器是一種將光放大以產(chǎn)生一種特殊形式的光的裝置，其發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定，目前在醫(yī)學(xué)、電信以及工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。日前，英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員展示了第一個(gè)自發(fā)自組織激光設(shè)備。

雖然許多人造材料具有先進(jìn)的性能，但要將生物材料的多功能性結(jié)合起來(lái)以適應(yīng)各種情況，還有很長(zhǎng)的路要走。例如，人體的骨骼和肌肉會(huì)不斷重組其結(jié)構(gòu)和組成，以更好地維持不斷變化的體重和運(yùn)動(dòng)水平。

新激光器大部分是由晶體材料設(shè)計(jì)的，具有精確和靜態(tài)的特性，它能夠融合結(jié)構(gòu)和功能、自我重組并像生物材料一樣進(jìn)行協(xié)作，這在模擬生物材料典型結(jié)構(gòu)和功能之間不斷演變的關(guān)系方面邁出了第一步。

該團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)中的自組織激光是由分散在液體中的微粒組成的，這種液體具有放大光的能力。一旦足夠多的微粒聚集在一起，它們就可以利用外部能量產(chǎn)生激光。研究人員使用外部激光加熱“Janus”粒子(一側(cè)涂有光吸收材料的粒子)，微粒聚集在其周?chē)?。這些微粒簇產(chǎn)生的激光可以通過(guò)改變外部激光的強(qiáng)度來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉，這反過(guò)來(lái)又控制了激光簇的大小和密度。該團(tuán)隊(duì)還展示了如何通過(guò)加熱不同的Janus粒子在太空中轉(zhuǎn)移發(fā)光團(tuán)，展示了該系統(tǒng)的適應(yīng)性。Janus粒子還可以進(jìn)行協(xié)作，創(chuàng)造出具有超出兩個(gè)集群簡(jiǎn)單相加的特性的集群，如改變其形狀和提高其發(fā)光功率。

這種‘栩栩如生’的激光器將有助于開(kāi)發(fā)能更好地模仿生物特性的智能光子材料，如響應(yīng)性、適應(yīng)性、自我修復(fù)和集體行為。還有助于開(kāi)發(fā)用于傳感應(yīng)用、非常規(guī)計(jì)算、新型光源和顯示器的堅(jiān)固、自主和耐用的下一代材料和設(shè)備。該技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用可能是用于下一代智能顯示器的電子墨水屏。該項(xiàng)研究成果發(fā)布于《自然·物理》雜志。

(資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào))

關(guān)鍵詞： 生物材料 研究人員 激光設(shè)備