Нанокластеры золота защитят от лазеров и покажут голограммы в реальном времени

Группой исследователей из университета Центральной Флориды и Карнеги-Меллон получены нанокластеры золота, способные рассеивать лазерное излучение. Новый материал будет применяться при разработке защитных покрытий для очков, визоров и сенсоров.

Другим перспективным аспектом его применения указывают технологию создания эффекта присутствия с помощью построения голографических изображений в реальном времени.

Предупреждение об опасности поражения лазерным излучением

Источники лазерного излучения получили широчайшее распространение не только в науке и медицине, но и в повседневной жизни. При воздействии на сетчатку глаза лазерный луч может вызвать временное ослепление или стать причиной полной утраты зрения. 

С появлением дешёвых полупроводниковых лазеров такое поражение глаз стало регистрироваться чаще. В большинстве случаев оно происходит в результате нарушения техники безопасности или хулиганских действий. 

В то же время во многих странах целенаправленно ведутся разработки нелетального оружия на основе эффекта ослепления лазером, примерами которого могут служить британская система Dazzler и американская PHASR (Personnel Halting and Stimulation Response Rifle).

13 октября 1995 года в ООН был согласован Протокол IV к Конвенции о конкретных видах обычного оружия, запрещающий разработку и использование ослепляющих лазерных средств. Однако его действие не распространяется на устройства для временного ослепления, создания эффекта световой завесы и другие лазерные системы.

Очки для защиты от лазерного излучения

Разработка средств защиты глаз и фотосенсоров техники от лазерного излучения направлена на получение оптически прозрачных покрытий, которые одновременно могли бы эффективно рассеивать когерентный свет. До недавнего времени с этой целью применялись различные кристаллы, образующие один или несколько слоёв защитного покрытия.

Профессор Джайан Томас (Jayan Thomas) и его коллега Ронгчэо Чжин (Rongchao Jin) в своей недавней работе показали, что нанокластеры золота превосходят по эффективности известные кристаллические структуры. К тому же во время роста они обладают свойством самоупорядочивания, что облегчает производство.

Профессор Джайан Томас (Jayan Thomas) в своей лаборатории

Механизм избирательного рассеивания света нанокластерами металлов заключается в экранирующем действии поверхностных плазмонов на электрическое поле световой волны, о котором «Компьютерра» уже писала.

Взаимодействие нанокластеров золота различной величины со светом (иллюстрация: Reji Philip et al. / Nano Letters)

Подбирая размер частиц, можно варьировать интенсивность рассеивания в определённом участке спектра. При хаотическом взаимном расположении нанокластеры золота вызывают диффузное отражение когерентного света, а их способность менять пространственную ориентацию при внешних воздействиях может стать основной нового направления 3D-Telepresence – создания голографических изображений в реальном времени.

До сих пор под голограммами понимались проекция заранее записанных объёмных изображений или демонстрация серии быстро сменяемых образов. Перенос технологии в режим реального времени расширяет спектр её применения, делая возможным визуальный эффект удалённого присутствия в научных, образовательных, деловых и развлекательных целях.