Objav nového vysoko fotostabilného materiálu vyžarujúceho modré laserové svetlo

14. okt. 2015 • Chemické vedy

Objav nového vysoko fotostabilného materiálu vyžarujúceho modré laserové svetlo

Vedci po prvý raz v histórii použili anorganickú molekulu obsahujúcu bór a vodík ako laserový materiál. Tento objav by mohol prispieť k zníženiu nákladov na kvapalné laserové materiály a súvisiace environmentálne dopady.

Vedecký tím pod vedením Dr. Michaela G. S. Londesborougha z Ústavu anorganické chemie Akademie věd České republiky a Dr. Luise Cerdána zo Španielskej národnej rady pre výskum (CSIC) objavil nový typ lasera na báze anorganického materiálu – komplexu bóru a vodíka (t. j. bez atómov uhlíka), ktorý vyžaruje modré laserové svetlo. Táto práca, publikovaná v časopise Nature Communications, ukazuje, ako tento nový materiál vyžaruje modré svetlo, ktoré sa vyznačuje vysokou účinnosťou a odolnosťou voči degradácii a ktorého spektrum je využiteľné okrem iného v spektroskopii a v aplikáciách materiálového spracovania.

Prvý laser bol vyvinutý v roku 1960. Dnes, o 55 rokov neskôr, stále hľadáme nové materiály, ktoré vyžarujú účinné, regulovateľné a stabilné modré svetlo, ktoré by taktiež predstavovalo nízke náklady a jednoduchý spôsob výroby spracovania. „V současnosti existuje mnoho komerčních materiálů, které se blíží těmto požadavkům, avšak představují jisté praktické nevýhody. V naší studii představujeme roztok, který má potenciál tyto nevýhody překonat,“ vysvetľuje Inmaculada García-Morenová, výskumná pracovníčka z Ústavu fyzikálnej chémie Rocasolano, CSIC.

Nové uplatnenia známej zlúčeniny

Keďže nejde o úplne nový materiál, hybridy bóru, t. j. borany, boli prvýkrát v histórii použité pre získanie laserového svetla. Vedci sa konkrétne zamerali na roztoky anti-B18H22„Borany mají klastrovou molekulární architekturu s vysoce delokalizovanými elektronovými strukturami,“ hovorí Dr. Michael Londesborough, špecialista na borany z ÚACH, „Struktura anti-B18H22 připomíná rozseknutý kopací míč, přičemž obě poloviny jsou spojeny molekulárními orbitaly.“ Zo všetkých doposiaľ známych laserových materiálov, t. j. organických farbív, kvantových bodiek, halogenových perovskitov, sú borany s ohľadom na štruktúru a vlastnosti podobné organickým farbivám, ktoré vyžarujú laserové svetlo účinným a regulovateľným spôsobom (vysoká energia s regulovateľnou farbou), avšak ľahko podliehajú degradácii, čo si vyžaduje častú výmenu laserového média.

Nový boranový laserový materiál vykazuje väčšiu odolnosť voči degradácii v porovnávaní s mnohými modernými komerčne dostupnými modrými farebnými lasermi. Vďaka tejto vysokej odolnosti voči degradácii sa znižuje frekvencia výmeny kvapalného média, čo vedie k zníženiu nákladov, prevádzkových rizík a enviromentálnych dopadov v dôsledku manipulácie s rozpúšťadlami, ktoré sú toxické a horľavé.

Náš vedecký tím má v pláne syntetizovať nové borany, ktoré vyžarujú svetlo v iných vlnových dĺžkach (farbách). Tým by sa otvorili dvere možným aplikaciám napríklad v dermatológii (odstraňovanie tetovaní, jaziev a akné, liečba cievnych poranení a pod.).

Stále je před námi mnoho práce, než budou tyto sloučeniny dostupné komerčně, ale vědecký význam tohoto objevu představuje zásadní milník ve vývoji laserů, neboť k odhalení nové skupiny laserových materiálů nedochází často,“ uviedol Dr. Luis Cerdán, výskumný pracovník z Ústavu fyzikálnej chémie Rocasolano, CSIC. Dr. Michael Londesborough z ÚACH potvrzuje: „Tímto objevem jsme opravdu nadšeni. Borany s jejich jedinečnými molekulárními strukturami a vysokou fotostabilitou představují nový a dříve nevyužitý zdroj pro laserové technologie.

 

Luis Cerdán, Jakub Braborec, Inmaculada García-Moreno, Angel Costela, and Michael G. S. Londesborough. A borane laser. Nature Communications. DOI: 10.1038/ncomms6958

 

 

Zdroj a foto: TS ÚACH

Preložila a uverejnila: BK

 

Súvisiace:

Hore
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
QUARK
Aurelium - centrum vedy
TVT 2019
Prechod VK na VND - jeseň
výtvarná súťaž TVT 2019
Veda v Centre
Publikácie Veda v CENTRE
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Agrofilm 2019
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
Predpoveď počasia stojí v podstate na štyroch pilieroch.
Zistite viac