Qual è l'esatto percorso della luce all'interno di un materiale altamente dispersivo come la vernice bianca? Questa è una domanda a cui è impossibile rispondere, poiché le particelle all'interno della vernice sono distribuite in modo casuale. Questo, allo stesso tempo, è una proprietà molto interessante per l'applicazione della fotonica in applicazioni di sicurezza non hackerabili. Ancora, ti piacerebbe dare un'occhiata dentro per vedere cosa sta succedendo. Per questa ragione, ricercatori dell'Università di Twente (Istituto MESA+), ha costruito un microcubo a dispersione di luce che è sia casuale che controllato. Per quanto contraddittorio possa sembrare, questo è un modo per sapere esattamente cosa sta succedendo all'interno. I risultati della ricerca sono in Materiali ottici avanzati .

Ricerche precedenti dei ricercatori UT hanno dimostrato il modo in cui la luce può essere controllata, anche quando viaggia attraverso supporti a dispersione casuale come la vernice bianca. Questo potrebbe portare a una carta di credito che non può essere hackerata, o nuove applicazioni di imaging medico. In breve:i ricercatori sanno come cade la luce sulle superfici, e può anche prevedere come uscirà. Ma il percorso che percorre in mezzo è sconosciuto. Perché non invertire la domanda, gli scienziati di UT hanno pensato:creiamo una struttura che conosciamo con precisione e che sia casuale allo stesso tempo. In pratica:facciamo un minuscolo cubo con dentro centinaia di nanotubi. Sebbene sembrino organizzati in piena casualità, sai esattamente dove sono queste canne, e così dov'è la luce, in un dato momento.

Dolce turco di dimensioni ridotte

Questo viene fatto utilizzando una tecnologia di stampa 3D di precisione chiamata scrittura laser diretta, disponibile presso MESA+ NanoLab di UT. I nanorod sono scritti utilizzando un laser e uno speciale materiale gel. Dopo l'indurimento, il materiale in mezzo viene lavato via. Rimane un cubo spugnoso. La dimensione del cubo è di 15 x 15 x 15 micron, Per esempio, con da 400 a 2000 nanobarre all'interno. La domanda è:quale parte della luce incidente esce, e in che modo questo è influenzato dal numero di canne? Per un numero inferiore di aste, meno casualità, più luce viaggia dritta attraverso il materiale ed esce nella posizione che ti aspetteresti. Per numeri più alti, la luce esce anche in altri punti, la ricerca mostra.

Nella loro precedente pubblicazione, usando un classico paradosso matematico, i ricercatori UT hanno dimostrato come dovrebbero essere organizzati questi bastoncini per ottenere una distribuzione omogenea su tutto il cubo. Questa è una sfida di produzione, anche:anche se la struttura sembra fantastica dall'esterno, potrebbe esserci un grumo di polimero indurito al centro del cubo che annulla completamente gli effetti desiderati. Immagini che utilizzano una speciale microscopia a raggi X, disponibile a Grenoble, mostrare che l'intero cubo è costituito dalle aste previste.

Questa ricerca fornisce maggiori informazioni sulla dispersione della luce all'interno di materiali organizzati casualmente. Aiuta a definire le condizioni al contorno per le applicazioni nella sicurezza delle informazioni o nell'imaging, " afferma il leader della ricerca Pepijn Pinkse del gruppo Complex Photonic Systems, parte del MESA+ Institute for Nanotechnology di UT.

La carta, "Mezzi di diffusione fotonici deterministici e controllabili tramite scrittura laser diretta, " è pubblicato online in Materiali ottici avanzati .