Nel campo in rapida evoluzione della fotonica, dalla Corea è emerso un progresso che ridefinisce le possibilità di manipolazione strutturale del colore. Gli scienziati hanno sviluppato una tecnologia pionieristica in grado di regolare la lunghezza d'onda omnidirezionale, che promette di rivoluzionare una miriade di applicazioni fotoniche sintonizzabili.
I colori strutturali, derivati dall'interazione della luce con strutture nano-periodiche, affascinano da tempo i ricercatori grazie alle loro tonalità vibranti e al potenziale di regolazione. I metodi tradizionali, tuttavia, presentano limitazioni tecniche critiche, poiché consentono principalmente la sintonizzazione della lunghezza d'onda in una sola direzione, solo verso lunghezze d'onda più corte (spostamento verso il blu) secondo il metodo di attivazione per alterare la struttura fotonica periodica. Questo vincolo ha rappresentato un collo di bottiglia significativo, soffocando l'innovazione nel campo dei dispositivi fotonici più avanzati e con funzionalità più elevate.
In un nuovo articolo pubblicato su Light:Science &Applications , un team di scienziati, guidato dal professor Su Seok Choi dell'Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH), Corea e colleghi (Seungmin Nam, Wontae Jung, Jun Hyuk Shin) hanno sviluppato un metodo omnidirezionale di regolazione della lunghezza d'onda del colore per i colori strutturali di elastomeri fotonici chirali.
L'innovazione è un metodo per ottenere il controllo omnidirezionale della lunghezza d'onda, consentendo la sintonizzazione sia su lunghezze d'onda più lunghe che su quelle più corte con notevole precisione e gamma di sintonizzazione a banda larga. Al centro di questa tecnologia si trova la manipolazione strategica di elastomeri a cristalli liquidi chirali estensibili e riconfigurabili (CLCE) insieme ad attuatori di elastomeri dielettrici (DEA).
Controllando abilmente la tensione di espansione e contrazione dell'area di questi materiali, i ricercatori hanno sbloccato la regolazione del colore strutturale simultanea e multidirezionale con un'elevata flessibilità nel controllo della lunghezza d'onda.
Questo livello di controllo senza precedenti apre nuovi orizzonti per le applicazioni fotoniche, che vanno dal camuffamento personalizzabile e dal rilevamento ottico allo sviluppo della pelle elettronica. La capacità di ottimizzare le lunghezze d'onda su richiesta e su un ampio spettro non solo aumenta il grado di libertà nella progettazione dei sistemi fotonici, ma annuncia anche una nuova era di dispositivi fotonici versatili e altamente funzionali.
I tradizionali dispositivi fotonici riconfigurabili fanno molto affidamento sulla sintonizzazione unidirezionale della lunghezza d'onda che, sebbene utile, limita la portata delle applicazioni. Con l'avvento del metodo di sintonizzazione omnidirezionale, i dispositivi possono ora adattarsi dinamicamente a una gamma più ampia di requisiti ottici, rendendoli più adattabili ed efficaci nelle applicazioni del mondo reale.
Inoltre, questa tecnologia sfrutta i vantaggi intrinseci dei CLCE, come l’elevata qualità ottica, la facilità di fabbricazione e la scalabilità, superando al contempo le precedenti limitazioni legate alla regolazione della lunghezza d’onda. Il nuovo approccio che prevede l'utilizzo della deformazione DEA elettroattiva multimodale consente la deformazione dell'espansione e dell'accorciamento del tono del CLCE e lo spostamento strutturale del colore verso lunghezze d'onda più lunghe e più corte.
Questa innovazione non solo rappresenta un progresso significativo nella tecnologia fotonica, ma sottolinea anche il potenziale della ricerca interdisciplinare nel superare le sfide di lunga data.
