高度にねじれた光を生み出すメタレーザー。無料のテクニカルライブラリニュース

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高旋回光を発生するメタレーザー

10.05.2020

ハーバード大学 (米国)、CSIR 組織 (南アフリカ) の科学者は、シンガポール、ベルギー、イタリアの同僚の参加を得て、この種の最初のメタレーザーを開発し、その動作を実証しました。 -キラル光、角運動量の現在の最大値を持つ光。このようなレーザーの光は、物質とこの光との間の相互作用の最高レベルを提供し、光の「レンチ」として、または光通信チャネルを介して送信される大量の情報をエンコードするために使用できます。

新しいレーザーの名前に接頭辞「メタ」が含まれていることから判断すると、その重要なコンポーネントはメタサーフェスであり、光に影響を与え、この光が通過するたびにパラメーターを変更します。メタサーフェスは、ハーバード大学の科学者によって計算および製造されました。これは、表面が多数の小さな (ナノメートルサイズの) 柱で覆われている材料であり、それらの間の高さ、幅、および距離は、目的の効果を得るために慎重に計算されています。そして、光がそのような面を通過するとき、そのたびに一定の角度で向きを変えます。

作成されたメタサーフェス自体が高い位相勾配を持っているという事実に加えて、それ自体を中断することなく十分に強力な光束を透過させることができ、そのようなレーザーの使用の境界を大幅に押し上げます。

上記のすべての手段とトリックの結果として、新しいレーザーは、最近まで作成された他の同様のレーザーよりも 100 倍の角運動量と 10 倍の出力を持つ光を生成することができます。同時に、新しいレーザーは、そこから出てくる光ビームの角運動量 (AM)、回転 (偏光)、および軌道角運動量 (OAM) を完全に制御する可能性を提供します。これに必要なのは、レーザーを励起するために使用される光のいくつかのパラメーターを変更することだけです。

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タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

トラック運転手用電子ヘルメット 14.04.2024

エンジニアや科学者にとって、特に建設重機の運転手の交通安全は最優先事項です。これを踏まえ、ドイツのフラウンホーファー構造強度・システム信頼性研究所は、建設車両の運転時にドライバーを重傷から守るために設計された新製品、電子ヘルメットを導入した。フラウンホーファー研究所のエンジニアチームが開発した新しい電子ヘルメットは、トラックや建設機械のドライバーの安全に新たな可能性を切り開きます。この装置は、車室内の揺れのレベルを監視し、ドライバーに危険の可能性を警告することができます。ヘルメットの動作の基礎は、物理的変形中に電気を生成する内蔵圧電センサーです。この機構により、建設機械に特有の激しい振動にもデバイスが対応できます。変形レベルが安全値を超えると、ヘルメットの警報システムが作動し、 ... >>

抗生物質の代わりに抗ビタミン剤 13.04.2024

抗生物質に対する細菌の耐性の問題はますます深刻化しており、感染症の効果的な治療に脅威を与えています。これを考慮して、研究者たちはスーパーバグと戦う新しい方法を模索しています。有望な方向性の 1 つは、抗菌効果を持つ抗ビタミン剤の使用です。抗ビタミン剤はビタミンの反対として知られていますが、細菌の抗生物質耐性との戦いにおいて有望なツールであることが証明されています。ドイツのゲッティンゲン大学の科学者によって行われた研究では、危険な感染症と戦うための新薬を生み出す可能性が確認されました。抗生物質耐性を持つスーパーバグの出現により、代替治療法を見つける必要があります。抗ビタミン剤はビタミンに似た分子ですが、人体に害を与えることなく細菌の活動を阻害することができます。現時点で、科学が知っている抗ビタミン剤は 3 つだけです。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

創傷治療用の柔軟なハイドロゲル 20.09.2012

ハーバード大学の力学、材料科学、組織工学の専門家チームは、人間の関節の損傷した軟骨の交換など、さまざまな医療処置に使用できる非常に柔軟で耐久性のあるゲルを作成しました。

新素材の主成分は水であるため、ハイドロゲルと呼ばれています。これは、特別で非常に有用な材料を一緒に作成する 21 つの壊れやすいゲルのハイブリッドです。たとえば、新しいハイドロゲルは元の長さの XNUMX 倍まで伸ばすことができます。さらに、生体適合性があり（人体の生きた組織によって拒絶されない）、自己修復することができ、医学と組織工学の分野で新しい機会を開く他の多くの貴重な性質を持っています.

通常、ハイドロゲルは非常に壊れやすく、簡単に壊れます。ゼリーを簡単に引き裂くスプーンを想像してみてください。しかし、人工軟骨や椎間板の作成など、多くの非常に複雑な操作では、生体適合性の水ベースのゲルが非常に必要とされています。しかし、関節で機能するためには、ヒドロゲルは非常に強く、その特性を失うことなく何度も圧縮/解除する必要があります. このようなヒドロゲルを作成するために、科学者は XNUMX つのポリマーを組み合わせました。コンタクトレンズで使用され、DNA フラグメントを分離するためのゲル電気泳動として使用されるポリアクリルアミドと、XNUMX 番目の成分であるアルギン酸塩です。食品をとろみをつけるためによく使われる藻類抽出物です。

これとは別に、これらのゲルは壊れやすく、たとえば、アルギン酸塩は 1,2 倍の長さにしか伸ばすことができず、その後壊れます。ただし、XNUMX つのポリマーの接続は、相互に強化するリンクされたチェーンの複雑なネットワークを形成します。この場合、ゲルのアルギン酸部分は、互いに弱いイオン結合を形成するポリマー鎖で構成されており、ゲルが伸ばされると、これらの結合の一部が壊れます。その結果、ゲルはわずかに膨張しますが、ポリマー鎖はそのまま残ります。

次に、ポリアクリルアミドは、アルギン酸鎖と非常に強く関連するネットワーク構造を持つ鎖を形成します。したがって、延伸プロセス中にゲルに小さな亀裂が生じた場合、ポリアクリルアミドネットワークは、アルギン酸塩のイオン結合を「引っ張って」さまざまな場所で切断することにより、牽引力をより広い領域に広げるのに役立ちます. 実験によると、新しいハイドロゲルは大きなひび割れがあっても、元の長さの 17 倍まで伸びることができます。

人工軟骨の作成に加えて、新しいハイドロゲルは、「柔らかい」ロボット、光学、人工筋肉、傷の硬い「包帯」などに使用できます。

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