Un team internazionale di ricercatori ha segnalato un nuovo modo per salvaguardare i droni, telecamere di sorveglianza e altre apparecchiature contro gli attacchi laser, che possono disattivare o distruggere l'apparecchiatura. La capacità è nota come limitazione ottica.

Il lavoro, pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , descrive anche un modo superiore di commutazione delle telecomunicazioni senza l'uso dell'elettronica; Invece, utilizzano un metodo completamente ottico che potrebbe migliorare la velocità e la capacità delle comunicazioni Internet. Ciò potrebbe rimuovere un ostacolo nel passaggio dalle reti 4GLTE alle reti 5G.

Il team ha riferito che un materiale creato utilizzando nanotubi di tellurio, prodotti da batteri naturali, è un materiale ottico non lineare efficace, in grado di proteggere i dispositivi elettronici da esplosioni di luce ad alta intensità, compresi quelli emessi da laser domestici poco costosi mirati agli aerei, droni o altri sistemi critici. I ricercatori descrivono il materiale e le sue prestazioni come un materiale d'elezione per i dispositivi optoelettronici e fotonici di prossima generazione.

Seamus Curran, un professore di fisica all'Università di Houston e uno degli autori dell'articolo, detto mentre la maggior parte dei materiali ottici sono sintetizzati chimicamente, l'utilizzo di un nanomateriale a base biologica si è rivelato meno costoso e meno tossico. "Abbiamo trovato un più economico, Più facile, modo più semplice per fabbricare il materiale, " ha detto. "Lasciamo fare a Madre Natura."

Le nuove scoperte sono scaturite dal lavoro precedente di Curran e del suo team, lavorando in collaborazione con Werner J. Blau del Trinity College Dublin e Ron Oremland con l'U.S. Geological Survey. Curran ha inizialmente sintetizzato i nanocompositi per esaminarne il potenziale nel mondo della fotonica. Detiene una serie di brevetti statunitensi e internazionali per quel lavoro.

I ricercatori hanno notato che l'uso di batteri per creare i nanocristalli suggerisce un percorso di sintesi rispettoso dell'ambiente, mentre genera risultati impressionanti. "Le misurazioni ottiche non lineari di questo materiale rivelano il forte assorbimento saturabile e le estinzioni ottiche non lineari indotte dalla dispersione di Mie su intervalli temporali e di lunghezze d'onda troppo ampi, " hanno scritto. "In entrambi i casi, Le particelle di te [tellurio] mostrano una non linearità ottica superiore rispetto al grafene."

Luce ad altissima intensità, come quello emesso da un laser, possono avere effetti polarizzanti imprevedibili su determinati materiali, Curran ha detto, e i fisici hanno cercato materiali non lineari adatti in grado di resistere agli effetti. Un goal, Egli ha detto, è un materiale in grado di ridurre efficacemente l'intensità della luce, consentendo di sviluppare un dispositivo che potrebbe prevenire danni da quella luce.

I ricercatori hanno utilizzato il nanocomposito, costituito da nanocristalli di tellurio elementare generati biologicamente e un polimero per costruire un interruttore elettro-ottico, un dispositivo elettrico utilizzato per modulare i fasci di luce, che è immune ai danni di un laser, Egli ha detto.

Oremland ha osservato che il lavoro attuale è nato da 30 anni di ricerca di base, derivanti dalla loro scoperta iniziale di batteri che respirano selenite e dal fatto che i batteri formano pacchetti discreti di selenio elementare. "Da li, è stato un passo indietro nella tavola periodica per apprendere che lo stesso si poteva fare con gli ossianioni di tellurio, " ha detto. "Il fatto che il tellurio abbia una potenziale applicazione nel regno della nanofotonica è stata una sorpresa fortuita".

Blau ha affermato che i nanotubi di tellurio generati biologicamente sono particolarmente adatti per applicazioni di dispositivi fotonici nella gamma del medio infrarosso. "Questa regione di lunghezze d'onda sta diventando un argomento tecnologico scottante in quanto è utile per le applicazioni biomediche, rilevamento ambientale e relativo alla sicurezza, così come la lavorazione laser e per l'apertura di nuove finestre per le comunicazioni in fibra ottica e nello spazio libero."

Il lavoro continuerà per espandere il potenziale del materiale per l'uso in interruttori di telecomunicazioni completamente ottici, che secondo Curran è fondamentale per espandere la capacità della banda larga. "Abbiamo bisogno di un massiccio investimento in fibra ottica, " ha detto. "Abbiamo bisogno di una maggiore larghezza di banda e velocità di commutazione. Abbiamo bisogno di interruttori completamente ottici per farlo."