Mirar um feixe de laser em uma aeronave não é uma brincadeira inofensiva:o flash repentino de luz brilhante pode incapacitar o piloto, arriscando a vida dos passageiros e da tripulação. Mas como os ataques podem acontecer com lasers de cores diferentes, como vermelho, verde ou mesmo azul, os cientistas tiveram dificuldade em desenvolver um único método para impedir todos os comprimentos de onda da luz do laser. Hoje, pesquisadores relatam cristais líquidos que um dia poderiam ser incorporados aos pára-brisas de aeronaves para bloquear qualquer cor de luz, luz focalizada.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS) na primavera de 2019.

De acordo com a Federal Aviation Administration, 6, 754 ataques de laser em aeronaves foram relatados em 2017. "Fomos abordados por colaboradores do departamento de aviação de nossa universidade sobre o problema crescente que está acontecendo em aeroportos em todo o mundo, onde as pessoas estavam atirando lasers em aviões durante a decolagem e aterrissagem, as fases críticas do voo, "diz Jason Keleher, Ph.D., investigador principal do projeto. Esses ataques, que causam flashes de luz brilhantes na cabine, pode distrair os pilotos ou causar danos visuais temporários ou permanentes, dependendo do comprimento de onda e intensidade do laser.

"Queríamos chegar a uma solução que não exigisse que reformulássemos completamente o pára-brisa de uma aeronave, mas, em vez disso, adiciona uma camada ao vidro que aproveita o sistema de energia existente para o degelo do pára-brisa, "diz Daniel Maurer, um estudante de graduação. Keleher e Maurer estão na Lewis University.

Em vez de ser integrado ao para-brisa, as abordagens anteriores incluíram pára-brisas ou óculos de proteção que os pilotos usam durante a decolagem e o pouso. Contudo, isso pode ser inconveniente porque exige que a tripulação de vôo tome essas precauções, esteja ou não sendo o alvo. Um problema ainda maior é que essas estratégias funcionam apenas para comprimentos de onda específicos de luz laser. "Eles não bloqueiam tudo, "Maurer diz." Eles geralmente são direcionados para lasers verdes porque são usados ​​para a maioria dos ataques. "

Para desenvolver sua nova abordagem, os pesquisadores aproveitaram os cristais líquidos - materiais com propriedades entre os líquidos e os cristais sólidos que os tornam úteis em telas eletrônicas. A equipe colocou uma solução de cristais líquidos chamada N - (4-metoxibenzilideno) -4-butilanilina (MBBA) entre dois painéis de vidro de 1 polegada quadrada. O MBBA possui uma fase líquida transparente e uma fase cristalina opaca que espalha a luz. Ao aplicar uma voltagem ao aparelho, os pesquisadores fizeram os cristais se alinharem com o campo elétrico e passarem por uma mudança de fase para o estado cristalino mais sólido.

Os cristais alinhados bloquearam até 95 por cento do vermelho, vigas azuis e verdes, através de uma combinação de dispersão de luz, absorção da energia do laser e polarização cruzada. Os cristais líquidos podem bloquear lasers de diferentes poderes, simulando várias distâncias de iluminação, bem como a luz brilhou em ângulos diferentes no vidro.

Além disso, o sistema era totalmente automático:um fotorresistor detectava a luz do laser e acionava o sistema de energia para aplicar a voltagem. Quando a viga foi removida, o sistema desligou a energia, e os cristais líquidos voltaram ao seu estado transparente, Estado líquido. "Queremos apenas bloquear o ponto onde o laser está atingindo o para-brisa e, em seguida, fazer com que volte rapidamente ao normal depois que o laser for removido, "Keleher observa. O resto do pára-brisa, que não foi atingido pelo laser, permaneceriam transparentes em todos os momentos.

Agora que os pesquisadores mostraram que sua abordagem funciona, eles planejam escalá-lo de quadrados de 1 polegada para o tamanho do para-brisa de uma aeronave inteira. Os resultados iniciais mostraram que um padrão de grade de sensor em quadrados de 2 polegadas de vidro responderá apenas à seção de vidro que é iluminada. A equipe também está testando diferentes tipos de cristais líquidos para encontrar outros ainda mais eficientes e versáteis que retornem ao estado transparente mais rapidamente assim que o laser for removido.