Uus materjal pakub võimalust valguse paremaks kontrollimiseks ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Materjal laseb läbi vaid teatud suunast lähtuvat valgust.
Materjal laseb läbi vaid teatud suunast lähtuvat valgust. Autor/allikas: W. Xu /Y. Zhang/Science

Füüsikud on loonud materjali, mis peegeldab ja laseb valgust läbi vastavalt selle liikumissuunale, misläbi võiks see pakkuda uusi võimalusi näiteks nii päikeseenergeetikas kui fotograafias.

Valguslainete kirjeldamiseks piisab üldjoontes kolmest omadusest – nende võnkesuunast ehk polarisatsioonist, lainepikkusest ehk värvist ja levikusuunast. Kahel esimesel omadusel põhinevaid filtreid võib argielus sagedasti kohata. Kirikute vitraažid lasevad läbi teatud värvi valgust, mil kinodes oleks 3D-filmide näitamine ilma valguse polarisatsiooni ära kasutavate prillideta hoopis keerukam. Tehnoloogia valguse suunapõhiselt filtreerimiseks on olemas ka praegu, ent see nõuab tavaliselt küllaltki keerukat läätsedest, kollimaatoritest ja peeglitest koosnevat optikasüsteemi.

Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased otsustasid ära kasutada nähtust, mille tõttu materjalile teatud nurga ja polarisatsiooniga langev valgus sellest läbi läheb, justkui poleks selle teel mitte midagi, mil kõik muu ideaalses maailmas tagasi peegelduks. Brewsteri nurk sõltub sellest, kui palju valguse levikusuund materjalis muutub ja ümbritseva keskkonna omadustest.

Peegeldatava valguse hulga kasvatamiseks lõid teadlased 74-kihilise materjali, milles vahelduvad tantaaloksiid ja tavaline klaas. Materjalikihtide paksus on erinevates kihtides veidi erinev, et võimaldada erinevat värvi valguse suunapõhist filtreerimist. Kuigi Brewsteri nurk ei sõltu valguse lainepikkusest, mõjutab valguse värv seda, kui palju valguslained üksteist tugevdavad.

Nõnda suutsidki füüsikud luua materjali, mis käitub teatud nurga all peeglina, mil seda veidi pöörates muutub see täielikult läbipaistvaks. Omadusest oleks kasu näites fotograafias, kus kahvatute objektide pildistamine küllaltki raske on, kui nende kõrval mõni eriliselt ere objekt asub. Samuti võiks seda rakendada süsteemides, mis päikesevalgust soojuseks muudavad. Kuna need hakkavad aga kuumenedes ise üha rohkem soojust kiirgama, langeb ka nende tõhusus. Lahenduseks võiks infrapunakiirguse põgenemise takistamine.

Kuid töörühm ei salga, et hetkeseisuga on lahendusel veel mitmeid puudusi. Valdav enamik keskkonnas leiduvast valgusest pole mõnes eelistatud suunas polariseerunud. Materjal laseb läbi aga ainult teatud võnkesuunaga valguslaineid. Samuti töötab lahendus hetkel vaid juhul, kui see klaasiga võrdväärse murdumisnäitajaga vedeliku sisse on asetatud. Viimast puudust oleks aga aerogeelide abiga juba lihtsam lahendada.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Allikas: Science

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: