Al imitar las características de los sistemas vivos, los láseres autoorganizados podrían dar lugar a nuevos materiales para la detección, la informática, las fuentes de luz y las pantallas.

Si bien muchos materiales artificiales tienen propiedades avanzadas, tienen un largo camino por recorrer para combinar la versatilidad y la funcionalidad de los materiales vivos que pueden adaptarse a su situación. Por ejemplo, en el cuerpo humano, los huesos y los músculos reorganizan continuamente su estructura y composición para soportar mejor los cambios de peso y el nivel de actividad.

Ahora, investigadores del Imperial College London y el University College London han demostrado el primer dispositivo láser de autoorganización espontánea, que puede reconfigurarse cuando cambian las condiciones.

La innovación, reportada en Nature Physics , ayudará a permitir el desarrollo de materiales fotónicos inteligentes capaces de imitar mejor las propiedades de la materia biológica, como la capacidad de respuesta, la adaptación, la autocuración y el comportamiento colectivo.

El coautor principal, el profesor Riccardo Sapienza, del Departamento de Física de Imperial, dice que "los láseres, que impulsan la mayoría de nuestras tecnologías, están diseñados a partir de materiales cristalinos para tener propiedades estáticas y precisas. Nos preguntamos si podríamos crear un láser con la capacidad de combinar estructura y funcionalidad, de reconfigurarse y cooperar como lo hacen los materiales biológicos".

"Nuestro sistema láser puede reconfigurarse y cooperar, lo que permite dar un primer paso hacia la emulación de la relación en constante evolución entre la estructura y la funcionalidad típica de los materiales vivos".

Los láseres son dispositivos que amplifican la luz para producir una forma especial de luz. Los láseres de autoensamblaje en el experimento del equipo consistían en micropartículas dispersas en un líquido con una alta "ganancia":la capacidad de amplificar la luz. Una vez que se juntan suficientes micropartículas, pueden aprovechar la energía externa para producir luz láser.

Se usó un láser externo para calentar una partícula "Janus" (una partícula cubierta por un lado con material absorbente de luz), alrededor de la cual se juntaron las micropartículas. El láser creado por estos grupos de micropartículas se podía encender y apagar cambiando la intensidad del láser externo, que a su vez controlaba el tamaño y la densidad del grupo.

El equipo también mostró cómo el grupo láser podría transferirse al espacio calentando diferentes partículas de Janus, lo que demuestra la adaptabilidad del sistema. Las partículas de Janus también pueden colaborar, creando grupos que tienen propiedades más allá de la simple adición de dos grupos, como cambiar su forma y aumentar su poder láser.

El coautor principal, el Dr. Giorgio Volpe, del Departamento de Química de la UCL, dice que "hoy en día, los láseres se usan de forma habitual en medicina, telecomunicaciones y también en la producción industrial. La incorporación de láseres con propiedades similares a la vida permitirá el desarrollo de materiales y dispositivos de próxima generación robustos, autónomos y duraderos para aplicaciones de detección, computación no convencional, nuevas fuentes de luz y pantallas".

A continuación, el equipo estudiará cómo mejorar el comportamiento autónomo de los láseres para hacerlos aún más realistas. Una primera aplicación de la tecnología podría ser para tintas electrónicas de próxima generación para pantallas inteligentes. + Explora más

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