En biträdande professor vid University of Central Florida har utvecklat ett nytt material med hjälp av nanoteknik, som kan hjälpa till att hålla piloter och känslig utrustning säkra från destruktiva lasrar.

UCF biträdande professor Jayan Thomas, i samarbete med Carnegie Mellon University docent Rongchao Jin krönika deras arbete i julinumret av tidskriften Nanobokstäver .

Thomas arbetar med guld nanopartiklar och studerar deras egenskaper när de krymps till en liten regim som kallas nanokluster. Nanopartiklar är redan mikroskopiska i storlek, och en nanometer är ungefär 1/80000 av tjockleken på en enda sträng människohår. Nanokluster finns i den lilla änden och nanokristaller i den större änden av nanoregimen. Nanokluster är så små att fysikens lagar som styr världen som människor rör och luktar inte ofta observeras.

"Nanokluster upptar den spännande kvantstorleksregimen mellan atomer och nanokristaller, och syntesen av ultrasmå, atomärt exakta metallnanokluster är en utmanande uppgift, sa Thomas.

Thomas och hans team fann att nanokluster utvecklade genom att lägga till atomer på ett sekventiellt sätt kunde ge intressanta optiska egenskaper. Det visar sig att guldnanoklustren uppvisar egenskaper som kan göra dem lämpliga för att skapa ytor som skulle sprida laserstrålar med hög energi. De verkar vara mycket mer effektiva än sin storasyster, guld nanokristall som är det (nano)material som konstnärer använder för att göra medeltida kyrkfönstermålningar.

Så varför spelar det någon roll?

Tänk på kommersiella piloter eller stridspiloter. De använder solglasögon eller hjälmsköldar för att skydda sina ögon från solens ljus. Om glasögonen eller hjälmskölden kunde beläggas med nanokluster testade i Thomas labb vid UCF, skölden kan potentiellt sprida högenergistrålar av ljus, såsom laser. Mycket känsliga instrument som behövs för navigering och andra applikationer skulle också kunna skyddas i händelse av en fiendeattack med hjälp av högenergilaserstrålar.

"Dessa resultat ger mig stor glädje eftersom tekniken vi använde för att studera de optiska egenskaperna hos dessa atomärt precisa partiklar är en som uppfanns av UCF-professorerna Eric VanStryland och David Hagan för många år sedan, ", sa Thomas. "Men den utveckling vi har gjort är väldigt spännande."

Eftersom nanokluster verkar ha en bättre förmåga att sprida höga strålar av energi, de är ett lovande område för framtida utveckling. Det finns fortfarande massor av applikationer att utforska med dessa mycket intressanta atomärt konstruerade material. Tills nu, mycket forskning har fokuserats på den större nanokristallen.

Thomas undersöker också användningen av dessa partiklar i polymermaterialet som används för 3D-telepresence för att göra det känsligare för ljus. Om det lyckas, det kan ta de nuvarande polymererna ett steg närmare utvecklingen av 3D-telepresence i realtid.

3D-Telepresence ger en holografisk illusion för en tittare som är närvarande på en annan plats genom att ge den personen en 360-gradersvy (i 3D) av allt som pågår. Det är ett steg bortom 3D och förväntas revolutionera hur människor ser tv och hur de deltar i aktiviteter runt om i världen. Till exempel, genom att låta en tittare "gå runt" en avlägsen plats som i ett virtuellt spel, en kirurg kan hjälpa till att utföra en komplicerad medicinsk procedur på tusentals kilometers avstånd.