Chế tạo thành công gương kim cương chịu được sức mạnh của laser 10kW
Loại gương mới có độ bền cao được chế tạo hoàn toàn bằng kim cương, có thể sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn và truyền tin không gian sâu.
Nhóm nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS) chế tạo gương siêu bền từ kim cương với khả năng khai thác sức mạnh của laser sóng liên tục (CW) công suất cao. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Communications hôm 11/5.
Minh họa chùm laser CW công suất cao chiếu vào các cấu trúc nano trên gương kim cương. (Ảnh: Loncar Lab/Harvard SEAS)
Laser công suất cao đóng vai trò thiết yếu trong quá trình sản xuất đa số ôtô, tàu hỏa và máy bay. Tuy nhiên, việc chế tạo các thiết bị bền bỉ để điều khiển những tia laser cực mạnh có khả năng cắt xuyên thép này vô cùng khó.
Ngày nay, hầu hết các gương dùng để định hướng chùm tia laser CW được chế tạo bằng cách xếp từng lớp vật liệu mỏng với những đặc tính quang học khác nhau. Chỉ một lỗi rất nhỏ ở một trong những lớp này cũng sẽ khiến tia laser cực mạnh đốt xuyên qua các vật liệu, làm hỏng hệ thống.
Nhóm nghiên cứu SEAS chế tạo loại gương mới hoàn toàn bằng kim cương. Điều này giảm đáng kể khả năng lỗi vì chỉ làm từ một vật liệu, đồng thời tăng mạnh tuổi thọ gương nhờ độ bền chắc của vật liệu.
"Công nghệ gương "một vật liệu" của chúng tôi giúp loại bỏ các vấn đề ứng suất nhiệt gây bất lợi cho gương truyền thống (vốn làm từ nhiều lớp vật liệu) khi bị chiếu xạ với công suất quang học lớn. Công nghệ này hứa hẹn cải tiến hoặc tạo ra các ứng dụng mới cho laser công suất cao", giáo sư Marko Loncar tại SEAS, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nhóm chuyên gia cho biết, gương kim cương chịu được các thí nghiệm với laser 10 kW mà không chịu bất cứ hư hại nào. Kỹ thuật dùng cho loại gương mới ban đầu được thiết kế để khắc những cấu trúc nano vào kim cương, dùng trong lĩnh vực quang học lượng tử. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp này để khắc các cột nhỏ hình tee (phụ kiện dùng để đặt bóng trong môn golf) lên bề mặt một mảnh kim cương kích thước 3 mm x 3 mm. Họ chọn hình tee vì nó giúp bề mặt kim cương phản chiếu tới 98,9%.
"Điểm đáng chú ý là chúng tôi đã chiếu laser 10 kW tập trung vào một điểm rộng 750 micromet trên mảnh kim cương 3 mm x 3 mm, tức là rất nhiều năng lượng tập trung vào một điểm cực nhỏ, và chúng tôi vẫn không đốt được nó. Điều này rất quan trọng vì khi các hệ thống laser ngày càng ngốn điện hơn, bạn cần tìm ra những cách để khiến các bộ phận quang học trở nên mạnh mẽ hơn", Haig Atikian, nghiên cứu sinh tại SEAS, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Các chuyên gia hy vọng rằng trong tương lai, loại gương mới có thể dùng trong sản xuất chất bán dẫn, quốc phòng, truyền tin ngoài không gian sâu và nhiều ứng dụng khác.
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ
Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.
Lốp vĩnh cửu của NASA: đi được trên mọi địa hình, chịu được độ lạnh -200 độ C
Không chỉ dành riêng cho sứ mệnh sao Hỏa, loại lốp này nhiều khả năng sẽ còn được sử dụng trên chính Trái đất.
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?
Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano
Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).
Các nhà khoa học Nhật cấy ghép máy móc vào gián, bắt chúng phải phục vụ con người
Nhóm nghiên cứu cho biết, những con gián cyborg (nửa gián nửa máy) này có thể vận chuyển đổ đạc xung quanh nhà, vẽ mọi thứ trên giấy, .v.v.v
Nano trong một thế giới cực nhỏ
Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.
