Gli scienziati dell'Università ITMO hanno condotto diversi esperimenti per studiare i quasicristalli polimerici che alla fine hanno confermato la loro teoria iniziale. Nel futuro, l'uso dei quasicristalli può aprire nuove possibilità per la progettazione di laser e sensori. Questo articolo è stato pubblicato in Materiali ottici avanzati .

I cristalli sono solidi con una struttura periodica, cioè., quando gli atomi vengono spostati, prendono i posti esatti di altri atomi, quest'ultimo occupato prima del turno. Questo fatto è stato scientificamente provato all'inizio del XX secolo. Ha dato origine alla moderna fisica dello stato solido e ha anche posto le basi per lo sviluppo delle tecnologie dei semiconduttori.

Michael Rybin, professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Ingegneria dell'ITMO, dice, "Computer, smartphone, lampadine a LED, laser:tutto ciò di cui non possiamo immaginare la nostra vita quotidiana senza è stato progettato grazie al fatto che comprendiamo la natura della struttura cristallina dei materiali semiconduttori. La teoria delle strutture periodiche ci permette di concludere che le onde, siano esse leggere, elettroni, o suono:può muoversi solo in due modi. O l'onda si propaga in avanti nel cristallo, oppure si attenua rapidamente alle frequenze del cosiddetto band gap. Non ci sono altre opzioni e semplifica enormemente le leggi della propagazione delle particelle facilitando le attività di ingegneria".

Però, alcuni dispositivi richiedono un cristallo che non trasmette né estingue l'onda, ma invece, lo trattiene per un po' di tempo:è necessaria una sorta di "trappola" di luce.

Idealmente, l'intero materiale dovrebbe assumere il ruolo di una trappola, perché più luce viene catturata, tanto più efficiente sarà l'interazione dell'onda con la sostanza attiva. Però, nel caso di un cristallo, non è possibile. Possono essere utilizzate strutture casuali come polveri, ma la disposizione caotica delle particelle è molto difficile da riprodurre. Un'alternativa può essere l'uso dei quasicristalli:la loro struttura non forma reticoli periodici, come accade nei cristalli, ma allo stesso tempo, esprimere un ordinamento matematicamente rigoroso. Nel 2017, i ricercatori hanno previsto che sarebbe stato possibile localizzare la luce all'interno di tale struttura.

Gli scienziati dell'Università ITMO sono riusciti a creare campioni di quasicristalli polimerici utilizzando la nanostampa tridimensionale. Hanno condotto ricerche per studiare la qualità della loro superficie. "Dopo di che, abbiamo fatto un esperimento, " spiega il coautore dell'opera, Artem Sinelnik. "Un breve impulso di luce è stato inviato al quasicristallo, ed è stato misurato il cosiddetto bagliore residuo. Come si è scoperto, la luce esce dai nostri campioni con un ritardo, questo è, l'onda è trattenuta all'interno per molto tempo. Così, abbiamo confermato la capacità di catturare la luce in un quasicristallo polimerico tridimensionale".