¿Cuál es la trayectoria exacta de la luz dentro de un material muy disperso como la pintura blanca? Esta es una pregunta que es imposible de responder, ya que las partículas dentro de la pintura se distribuyen aleatoriamente. Esta, al mismo tiempo, es una propiedad muy atractiva para aplicar fotónica en aplicaciones de seguridad no pirateadas. Todavía, le gustaría echar un vistazo al interior para ver lo que está sucediendo. Por esta razón, investigadores de la Universidad de Twente (Instituto MESA +), construyó un microcubo de dispersión de luz que es aleatorio y controlado. Por contradictorio que parezca, esta es una forma de saber exactamente lo que está sucediendo adentro. Los resultados de la investigación están en Materiales ópticos avanzados .

Investigaciones anteriores de investigadores de UT demostraron la forma en que se puede controlar la luz, incluso cuando viaja a través de medios de dispersión aleatoria como pintura blanca. Esto puede generar una tarjeta de crédito que no se puede piratear, o nuevas aplicaciones de imágenes médicas. En resumen:los investigadores saben cómo la luz incide sobre las superficies, e incluso puede predecir cómo saldrá. Pero se desconoce el camino que recorre en el medio. ¿Por qué no revertir la pregunta? Los científicos de UT pensaron:Vamos a crear una estructura que conozcamos con precisión y que sea aleatoria al mismo tiempo. En la práctica:hagamos un cubo diminuto con cientos de nanobarras en su interior. Aunque parecen organizados de forma totalmente aleatoria, sabes exactamente dónde están estas varillas, y así donde está la luz, en cualquier momento dado.

Dulce turco de tamaño micro

Esto se hace utilizando una tecnología de impresión 3D de precisión llamada escritura láser directa, disponible en MESA + NanoLab de UT. Las nanovarillas se escriben con láser y un material de gel especial. Después de endurecer, el material intermedio se lava. Queda un cubo parecido a una esponja. El tamaño del cubo es de 15 x 15 x 15 micrones, por ejemplo, con 400 a 2000 nanobarras en el interior. La pregunta es:¿Qué parte de la luz incidente sale? y ¿de qué manera influye en esto el número de varillas? Para un número menor de varillas (menos aleatoriedad), más luz viaja directamente a través del material y sale por la ubicación esperada. Para números más altos, la luz también sale en otros lugares, la investigación muestra.

En su publicación anterior, usando una paradoja matemática clásica, Los investigadores de UT demostraron cómo deben organizarse estas barras para obtener una distribución homogénea en todo el cubo. Este es un desafío de fabricación, también:incluso si la estructura se ve muy bien desde el exterior, puede haber un trozo de polímero endurecido en el centro del cubo que anula por completo los efectos deseados. Imágenes usando microscopía de rayos X especial, disponible en Grenoble, demuestre que todo el cubo consta de las varillas esperadas.

Esta investigación brinda más información sobre la dispersión de la luz dentro de materiales organizados aleatoriamente. Ayuda a definir las condiciones límite para aplicaciones en seguridad de la información o imágenes, "dice el líder de investigación Pepijn Pinkse del grupo Complex Photonic Systems, parte del Instituto MESA + de Nanotecnología de UT.

El papel, "Medios de dispersión fotónica deterministas y controlables mediante escritura láser directa, "se publica en línea en Materiales ópticos avanzados .