Le laser auto-organisé réaliste peut imiter les matériaux vivants, se reconfigure dans des conditions changeantes

Les chercheurs ont développé un système laser auto-organisé qui peut se reconfigurer en fonction des conditions, reproduisant la capacité des matériaux vivants. Cette découverte est susceptible d’aider à créer des matériaux photoniques intelligents qui imiteraient mieux les propriétés de la matière biologique telles que l’auto-guérison, le comportement collectif et l’adaptation.

Alors que les lasers sont utilisés pour produire une forme de lumière différente en amplifiant la lumière, des chercheurs, à l’Imperial College de Londres, ont mis au point des lasers à auto-assemblage constitués de microparticules dispersées dans un liquide à fort gain ou capables d’amplifier la lumière.

Dans le étudePublié dans La nature, l’équipe a utilisé un laser externe pour chauffer une particule Janus, qui était recouverte d’un matériau absorbant la lumière sur un côté. Les amas de microparticules rassemblés autour du revêtement et le laser ainsi créé pourraient être activés et désactivés en ajustant l’intensité du laser externe.

« Les lasers, qui alimentent la plupart de nos technologies, sont conçus à partir de matériaux cristallins pour avoir des propriétés précises et statiques. Nous nous sommes demandé si nous pouvions créer un laser capable de mélanger structure et fonctionnalité, de se reconfigurer et de coopérer comme le font les matériaux biologiques », a dit le co-auteur principal de l’étude, le professeur Riccardo Sapienza du Département de physique de l’Impérial.

Les chercheurs ont démontré l’adaptabilité de leur système laser en montrant qu’il pouvait être transféré dans l’espace en chauffant différentes particules Janus. Les particules Janus peuvent également aider à créer des particules de cluster qui ont des propriétés supérieures à celles obtenues en ajoutant deux clusters. Celles-ci incluent des capacités telles que le changement de forme et l’augmentation de la puissance du laser.

« Notre système laser peut se reconfigurer et coopérer, permettant ainsi une première étape vers l’émulation de la relation en constante évolution entre la structure et la fonctionnalité typique des matériaux vivants », a déclaré Sapienza.

L’équipe vise maintenant à améliorer les lasers afin de leur donner des propriétés plus réalistes. Le co-auteur principal, le Dr Giorgio Volpe, espérait que le laser pourrait être utilisé dans le développement de matériaux et de dispositifs de nouvelle génération pour les applications de détection, les nouvelles sources de lumière et l’informatique non conventionnelle, entre autres.