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
Prechod VK na VND - leto
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
TVT 2018 články
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Tajné správy šifroval už Gaius Július Cézar.
Zistite viac