p Trabalhando com físicos da Universidade de Roma, uma equipe liderada pelo professor Cordt Zollfrank da Universidade Técnica de Munique (TUM) construiu o primeiro laser aleatório controlável baseado em papel de celulose em Straubing. Dessa forma, a equipe mostrou como as estruturas que ocorrem naturalmente podem ser adaptadas para aplicações técnicas. Portanto, materiais não precisam mais ser equipados artificialmente com estruturas desordenadas, utilizando aqueles que ocorrem naturalmente. p A síntese de materiais inspirada na biologia é uma área de pesquisa da Cátedra de Polímeros Biogênicos da TUM no Centro de Ciência Straubing. Utiliza modelos da natureza e materiais biogênicos para desenvolver novos materiais e tecnologias. A última edição da publicação Materiais Óticos Avançados apresenta um estudo básico por uma equipe conjunta de Straubing e Roma que conseguiu "usar uma estrutura biológica como modelo para um laser técnico aleatório, "de acordo com o cientista Dr. Daniel Van Opdenbosch.

p Dois componentes são necessários para um laser:primeiro de tudo, um meio que amplifica a luz. E em segundo lugar, uma estrutura que retém a luz no meio. Um laser clássico usa espelhos para ordenar e iluminar em uma única direção em um alvo, moda uniforme. Isso também ocorre de maneira uniforme na estrutura microscópica de um laser aleatório, mas em direções diferentes. Embora o desenvolvimento do laser aleatório ainda esteja em sua infância, no futuro, pode resultar em produção de baixo custo. Isso ocorre porque os lasers aleatórios têm a vantagem de serem independentes da direção e funcionar com várias cores, apenas para citar alguns benefícios.

p Estrutura desordenada desvia a luz em todas as direções

p "O pré-requisito para um laser aleatório é um grau definido de caos estrutural no interior, "Van Opdenbosch explicou. A luz em um laser aleatório é, portanto, espalhada em todos os ângulos ao longo de caminhos aleatórios, que são determinados por uma estrutura irregular no interior do meio. A equipe liderada pelo professor Zollfrank da cadeira de polímeros biogênicos em Straubing usou papel de filtro de laboratório convencional como modelo estrutural. "Devido às suas fibras longas e à estrutura estável resultante, consideramos adequado para este fim, "disse Van Opdenbosch.

p No laboratório, o papel foi impregnado com ortotitanato de tetraetila, um composto organometálico. Quando é seco e a celulose queimada a 500 graus Celsius, ele deixa para trás o dióxido de titânio cerâmico como resíduo - a mesma substância geralmente usada em protetor solar para fornecer proteção do sol. "Este efeito no protetor solar é baseado no forte efeito de dispersão de luz do dióxido de titânio, "disse Van Opdenbosch, "que também utilizamos para nosso laser aleatório." E "nosso laser é 'aleatório' porque a luz que é espalhada em diferentes direções devido à estrutura biogênica do papel de filtro de laboratório também pode ser espalhada na direção oposta, " ele adicionou, explicando o princípio.

p Laser aleatório, não tão aleatório, afinal

p Contudo, as ondas de luz ainda podem ser controladas, apesar de sua natureza aleatória, como a equipe liderada por Claudio Conti do Instituto de Sistemas Complexos de Roma descobriu, com quem colaboraram Daniel Van Opdenbosch e Cordt Zollfrank. Com a ajuda de um espectrômetro, eles foram capazes de diferenciar os vários comprimentos de onda do laser gerados no material e localizá-los separadamente um do outro.

p Van Opdenbosch descreveu o procedimento:"A configuração de teste usada para mapear as amostras consistia em um laser verde cuja energia poderia ser ajustada, lentes de microscópio, e uma mesa móvel que permitia a passagem da amostra. Dessa maneira, nossos colegas foram capazes de determinar que em diferentes níveis de energia, diferentes áreas do material irradiam diferentes ondas de laser. "À luz desta análise, é possível configurar o laser de várias maneiras e determinar a direção e a intensidade de sua radiação.

p Este conhecimento coloca potenciais aplicações práticas ao seu alcance. "Esses materiais poderiam, por exemplo, ser úteis como microinterruptores ou detectores para mudanças estruturais, "disse Van Opdenbosch.