ทีมวิจัยจาก Imperial College London และ University College London ได้พัฒนาเลเซอร์ที่สามารถจัดระเบียบตัวเองได้เป็นครั้งแรกของโลก ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างได้ภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงไป การพัฒนาที่น่าตื่นตะลึงนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน ธรรมชาติฟิสิกส์, ไม่เพียงแต่พัฒนาด้านวัสดุโฟโตนิกอัจฉริยะให้มีความคล้ายคลึงกับวัสดุชีวภาพมากขึ้นในแง่ของปฏิกิริยาตอบสนอง ความสามารถในการปรับตัว การซ่อมแซมตัวเอง และพฤติกรรมแบบรวมกลุ่มเท่านั้น แต่ยังเปิดเส้นทางใหม่สำหรับนวัตกรรมใน การหุ้มด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยี.

ศาสตราจารย์ Riccardo Sapienza จาก Imperial College London ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยนี้ในฐานะผู้เขียนหลักร่วม อธิบายว่า “เลเซอร์ที่ใช้สนับสนุนเทคโนโลยีส่วนใหญ่ในปัจจุบันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุคริสตัล ซึ่งมีความแม่นยำแต่ไม่เปลี่ยนแปลง เป้าหมายของเราคือการสำรวจว่าเราสามารถพัฒนาระบบเลเซอร์ที่ผสานโครงสร้างและฟังก์ชันเข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถจัดระเบียบตัวเองและมีพฤติกรรมร่วมมือกันเหมือนระบบชีวภาพได้หรือไม่ การมาถึงของระบบเคลือบเลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการเลียนแบบวัสดุชีวภาพที่มีความยืดหยุ่น”

เลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองและความเกี่ยวข้องกับการเคลือบด้วยเลเซอร์

เลเซอร์คืออุปกรณ์ที่สร้างรูปแบบแสงเฉพาะทางผ่านการขยายแสงทางออปติคัล ในการทดลองของทีม เลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองประกอบด้วยอนุภาคที่กระจายอยู่ในของเหลวที่มีอัตราขยายสูง ซึ่งมีความสามารถในการขยายแสงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่ออนุภาคเหล่านี้รวมตัวกันจนถึงขนาดหนึ่ง พวกมันสามารถปล่อยแสงเลเซอร์ออกมาได้โดยอาศัยพลังงานจากภายนอกนักวิจัยได้สาธิตวิธีการควบคุมการปล่อยแสงเลเซอร์โดยการให้ความร้อนกับอนุภาค “จาเนัส” ด้วยเลเซอร์ที่มีเคลือบผิวดูดซับแสง ซึ่งทำให้อนุภาคเหล่านี้จัดเรียงตัวเองเป็นกลุ่มก้อนได้ เมื่อปรับความเข้มของเลเซอร์ภายนอก นักวิจัยสามารถควบคุมขนาดและความหนาแน่นของกลุ่มอนุภาคเหล่านี้ได้ ส่งผลให้สามารถจัดการการปล่อยแสงเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

เลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองและผลกระทบต่อเทคโนโลยีการเคลือบด้วยเลเซอร์

ที่น่าสังเกตคือ ทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าโดยการให้ความร้อนกับอนุภาคยานุสที่แตกต่างกัน พวกเขาสามารถเคลื่อนย้ายกลุ่มอนุภาคที่ปล่อยแสงในอวกาศได้ ซึ่งเน้นย้ำถึงความสามารถในการปรับตัวสูงของระบบ นอกจากนี้ อนุภาคยานุสยังสามารถทำงานร่วมกันเพื่อสร้างโครงสร้างกลุ่มอนุภาคใหม่ ๆ ที่ก้าวไปไกลกว่าการซ้อนทับแบบง่าย ๆ เช่น การเปลี่ยนรูปร่างและการเพิ่มกำลังการปล่อยแสง กลไกนี้มีความคล้ายคลึงกับ การหุ้มด้วยเลเซอร์, ซึ่งควบคุมเลเซอร์อย่างแม่นยำเพื่อเคลือบผิววัสดุด้วยสารเคลือบที่มีฟังก์ชันการทำงาน ระบบเลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองได้นี้วางรากฐานสำหรับระบบที่ชาญฉลาดและปรับตัวได้มากขึ้น การหุ้มด้วยเลเซอร์ กระบวนการต่างๆ

ดร. จอร์โจ โวลเป้ ผู้ร่วมเขียนบทความหลักอีกท่านหนึ่งจากภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน เน้นย้ำว่า “เทคโนโลยีเลเซอร์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในภาคการแพทย์ การสื่อสาร และการผลิตอุตสาหกรรม เช่น ใน การหุ้มด้วยเลเซอร์ เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนของชิ้นส่วน เลเซอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายสิ่งมีชีวิตจะขับเคลื่อนการพัฒนาวัสดุยุคใหม่ที่มีความยืดหยุ่นสูง สามารถทำงานได้ด้วยตัวเอง และมีความทนทาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประยุกต์ใช้ในด้านการตรวจจับ การคำนวณรูปแบบใหม่ แหล่งกำเนิดแสงใหม่ และจอแสดงผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับความสามารถในการจัดระเบียบตัวเอง, การหุ้มด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีสัญญาว่าจะมีการรักษาผิวที่ฉลาดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและใช้พลังงานน้อยลง”

อนาคตของการเคลือบด้วยเลเซอร์: จากเลเซอร์ที่จัดระเบียบตัวเองสู่การบำบัดพื้นผิวขั้นสูง

ขั้นตอนต่อไปของทีมวิจัยจะมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงพฤติกรรมอัตโนมัติของเลเซอร์และปรับปรุงคุณสมบัติทางชีวเคมีของมัน การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ในระยะแรกอาจมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาหน้าจอหมึกอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะรุ่นต่อไป การผสานรวมเลเซอร์ที่สามารถจัดระเบียบตัวเองได้เข้ากับ การหุ้มด้วยเลเซอร์ ยังสามารถผลักดันการพัฒนาการผลิตที่ยืดหยุ่นและอุปกรณ์ที่สามารถปรับเปลี่ยนได้. เช่นเดียวกับเลเซอร์ที่สามารถจัดตัวเองได้และ การหุ้มด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีต่าง ๆ ยังคงหลอมรวมเข้าด้วยกันอย่างต่อเนื่อง ผลกระทบในอนาคตจะไม่เพียงแต่สัมผัสได้ในเทคโนโลยีการแสดงผลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูง การหุ้มด้วยเลเซอร์. ศักยภาพของการปรับเปลี่ยนนี้ การหุ้มด้วยเลเซอร์ ระบบที่จะปฏิวัติการประมวลผลวัสดุนั้นยิ่งใหญ่มาก.