На Дальнем Востоке разделили лазер, чтобы быстрее им печатать
Ученые научились очень быстро модифицировать поверхности лучем, разделенным на 50 частей.
Технология, которую разработали ученые ДВФУ, позволяет создавать на поверхности металлов наноразмерные структуры с помощью фемтосекундного лазера с частотой миллион импульсов в секунду. Чтобы такого добиться, ученые расщепили каждый луч на 50 импульсов с помощью специальных оптических элементов. С помощью этой технологии можно быстро создавать сенсорные устройства.
«Лазер светит на металлическую пленку, она плавится, потом в жидкой фазе формируются структуры и застывают. Речь идет об ускорении создания таких структур. То есть поверхность сканируется не одним пучком, а создается специальный элемент, который делит один луч на 50 лучей. Образуется полоска из 50 точек, с помощью которой идет очень быстрое сканирование. Образец можно сканировать в одном направлении, без смещений, без перемещений. Это позволяет задействовать максимальную частоту импульсов за счет того, что мы можем двигаться в одну сторону и печатать, как на конвейере. Поэтому скорость достигает 10 миллионов элементов в секунду», — рассказал «Чердаку» один из авторов, научный сотрудник кафедры теоретической и ядерной физики Школы естественных наук ДВФУ Александр Кучмижак.
Наноразмерные массивы, которые можно печатать с помощью лазера, обладают физическими свойствами, полезными для создания функциональных наноматериалов, например сенсорных элементов для определения опасных газов, жидкостей, маркеров онкологических заболеваний и метаболитов патогенных микроорганизмов.
Как объяснил Александр Кучмижак, за счет структур, которые сформированы на поверхности металла, инфракрасное излучение переходит в поверхностную волну. Если поверхность с наноструктурами покрыта хотя бы одним слоем какого-нибудь вещества, спектр отраженного инфракрасного излучения меняется, и по этим изменениям можно понять состав вещества.
В исследованиях принимали участие сотрудники Школы естественных наук и научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ, Дальневосточного отделения Российской академии наук, исследовательских центров Москвы, Санкт-Петербурга и Самары, а также ученые из Австралии и Испании.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №16-12-10165. Результаты экспериментов опубликованы в журналах Scientific Reports, Applied Surface Science и Optics Letters и реализованы в рамках приоритетного научного проекта ДВФУ «Материалы».
Максим Абдулаев