Onderzoekers van de RMIT University en de University of Adelaide hebben hun krachten gebundeld om een ​​rekbaar apparaat op nanoschaal te maken om licht te manipuleren.

Het apparaatje manipuleert licht zodanig dat het specifieke kleuren kan filteren terwijl het toch transparant is en in de toekomst kan worden gebruikt om slimme contactlenzen te maken.

Met behulp van de technologie, high-tech lenzen zouden op een dag schadelijke optische straling kunnen filteren zonder het zicht te belemmeren - of in een meer geavanceerde versie, gegevens verzenden en live vitale informatie verzamelen of zelfs informatie weergeven zoals een head-up display.

De lichtmanipulatie berust op het creëren van kleine kunstmatige kristallen die "diëlektrische resonatoren" worden genoemd, die een fractie zijn van de golflengte van licht - 100-200 nanometer, of meer dan 500 keer dunner dan een mensenhaar.

Het onderzoek combineerde de expertise van de onderzoekers van de Universiteit van Adelaide op het gebied van interactie van licht met kunstmatige materialen met de materiaalwetenschap en nanofabricage-expertise aan de RMIT University.

Dr. Withawat Withayachumnankul, van de School of Electrical and Electronic Engineering van de University of Adelaide, zei:"Manipulatie van licht met behulp van deze kunstmatige kristallen maakt gebruik van nauwkeurige engineering.

"Met geavanceerde technieken om de eigenschappen van oppervlakken te controleren, we kunnen hun filtereigenschappen dynamisch regelen, waarmee we mogelijk apparaten kunnen maken voor optische communicatie met hoge datasnelheid of slimme contactlenzen.

"De huidige uitdaging is dat diëlektrische resonatoren alleen werken voor specifieke kleuren, maar met ons flexibele oppervlak kunnen we het werkbereik eenvoudig aanpassen door het uit te rekken."

Universitair hoofddocent Madhu Bhaskaran, Co-leider van de Functional Materials and Microsystems Research Group bij RMIT, zei dat de apparaten zijn gemaakt van een rubberachtig materiaal dat wordt gebruikt voor contactlenzen.

"We integreren nauwkeurig gecontroleerde kristallen van titaniumoxide, een materiaal dat meestal wordt aangetroffen in zonnebrandcrème, in deze zachte en buigzame materialen, " ze zei.

"Beide materialen zijn bewezen biocompatibel, vormen een ideaal platform voor draagbare optische apparaten.

"Door de vorm van deze veelvoorkomende materialen te ontwerpen, we kunnen een apparaat maken dat eigenschappen verandert wanneer het wordt uitgerekt. Dit wijzigt de manier waarop het licht interageert met en reist door het apparaat, die de belofte inhoudt van het maken van slimme contactlenzen en rekbare, van kleur veranderende oppervlakken."

Hoofdauteur en RMIT-onderzoeker Dr. Philipp Gutruf zei dat de belangrijkste wetenschappelijke hindernis die het team moest overwinnen, het combineren van op hoge temperatuur verwerkt titaniumdioxide met het rubberachtige materiaal was. en het bereiken van functies op nanoschaal.

"Met deze technologie we hebben nu de mogelijkheid om lichtgewicht draagbare optische componenten te ontwikkelen waarmee ook futuristische apparaten zoals slimme contactlenzen of flexibele ultradunne smartphonecamera's kunnen worden gemaakt, ' zei Gutruf.

Het werk is gepubliceerd in een toonaangevend micro-/nanowetenschappelijk tijdschrift ACS Nano .