Een assistent-professor van de University of Central Florida heeft een nieuw materiaal ontwikkeld met behulp van nanotechnologie. die kunnen helpen piloten en gevoelige apparatuur te beschermen tegen destructieve lasers.

UCF-assistent-professor Jayan Thomas, in samenwerking met Carnegie Mellon University, universitair hoofddocent Rongchao Jin, beschrijven hun werk in het juli-nummer van het tijdschrift Nano-letters .

Thomas werkt met gouden nanodeeltjes en bestudeert hun eigenschappen wanneer ze worden verkleind tot een klein regime dat nanoclusters wordt genoemd. Nanodeeltjes zijn al microscopisch klein, en een nanometer is ongeveer 1/80000 van de dikte van een enkele streng mensenhaar. Nanoclusters bevinden zich aan de kleine kant en nanokristallen bevinden zich aan de grotere kant van het nanoregime. Nanoclusters zijn zo klein dat de natuurwetten die de wereld beheersen die mensen aanraken en ruiken niet vaak worden waargenomen.

"Nanoclusters bezetten het intrigerende regime van kwantumgrootte tussen atomen en nanokristallen, en de synthese van ultrakleine, atomair nauwkeurige metalen nanoclusters is een uitdagende taak, "zei Tomas.

Thomas en zijn team ontdekten dat nanoclusters die zijn ontwikkeld door atomen op een sequentiële manier toe te voegen, interessante optische eigenschappen kunnen bieden. Het blijkt dat de gouden nanoclusters eigenschappen vertonen die ze geschikt zouden kunnen maken voor het creëren van oppervlakken die laserstralen met hoge energie zouden verspreiden. Ze lijken veel effectiever dan zijn grote zus, gouden nanokristal, het (nano)materiaal dat kunstenaars gebruiken om middeleeuwse kerkraamschilderingen te maken.

Dus waarom maakt het uit?

Denk aan commerciële piloten of jachtpiloten. Ze gebruiken een zonnebril of helmschilden om hun ogen te beschermen tegen het zonlicht. Als de bril of het helmschild zou kunnen worden gecoat met nanoclusters die zijn getest in het laboratorium van Thomas bij UCF, het schild kan mogelijk hoogenergetische lichtstralen verspreiden, zoals laseren. Zeer gevoelige instrumenten die nodig zijn voor navigatie en andere toepassingen kunnen ook worden beschermd in geval van een vijandelijke aanval met behulp van laserstralen met hoge energie.

"Deze resultaten geven me veel plezier, aangezien de techniek die we hebben gebruikt om de optische eigenschappen van dit atomair nauwkeurige deeltje te bestuderen, een techniek is die vele jaren geleden is uitgevonden door UCF-professoren Eric VanStryland en David Hagan, " zei Thomas. "Maar de progressie die we hebben gemaakt is erg spannend."

Omdat nanoclusters een beter vermogen lijken te hebben om hoge energiestralen te verspreiden, ze zijn een veelbelovend gebied voor toekomstige ontwikkeling. Er zijn nog tal van toepassingen te ontdekken met deze zeer interessante atomair gemanipuleerde materialen. Tot nu, veel onderzoek is gericht op het grotere nanokristal.

Thomas onderzoekt ook het gebruik van deze deeltjes in het polymeermateriaal dat wordt gebruikt voor 3D-telepresence om het gevoeliger te maken voor licht. Indien succesvol, het kan de huidige polymeren een stap dichter bij de ontwikkeling van realtime 3D-telepresence brengen.

3D-Telepresence geeft een holografische illusie aan een kijker die zich op een andere locatie bevindt door die persoon een 360-graden beeld (in 3D) te geven van alles wat er gaande is. Het gaat een stap verder dan 3D en zal naar verwachting een revolutie teweegbrengen in de manier waarop mensen televisie kijken en deelnemen aan activiteiten over de hele wereld. Bijvoorbeeld, door een kijker te laten "rondlopen" op een afgelegen locatie als in een virtueel spel, een chirurg kan helpen bij het uitvoeren van een gecompliceerde medische procedure op duizenden kilometers afstand.