Většina výpočtů nyní probíhá za užití tvrdých materiálů, jako jsou kovové dráty, polovodiče a fotodiody, které spojují elektroniku se světlem. Myšlenkou tedy je odstranit ze všech optických výpočtů tyto pevné komponenty a provádět je pouze za pomoci světla. Představte si například robota bez obvodů, jehož funkce pohání jen světlo ze slunce.

Tyto platformy se opírají o takzvané nelineární materiály, které mění svůj index lomu v závislosti na intenzitě světla. Když světlo těmito materiály prochází, index lomu v dráze paprsku se zvyšuje a vytváří svůj vlastní vlnovod vytvořený světlem. V současné době většina nelineárních materiálů vyžaduje vysoce výkonné lasery nebo se trvale mění v důsledku přenosu světla.

Nyní vědci vyvinuli zásadně nový materiál, který používá reverzibilní kontrakce v hydrogelu při nízké laserové energii ke změně indexu lomu.

Flexibilní hydrogel

Hydrogel je složen z polymerní sítě, která je napuštěna vodou jako houba, a malého počtu molekul citlivých na světlo známých jako spiropyran. Když světlo prosvítá gelem, plocha pod světlem koncentruje polymer a mění index lomu. Když světlo zhasne, gel se vrátí do původního stavu.

Když je materiálem osvětleno více paprsků, vzájemně se ovlivňují a ovlivňují se i ve velkých vzdálenostech. Paprsek A může inhibovat paprsek B, paprsek B může inhibovat paprsek A, oba se mohou navzájem rušit, nebo oba mohou společně vytvořit optickou logickou bránu.

To mimo jiné znamená, že vědci mohou vyrobit fotoreaktivní materiály, které reverzibilně mění své optické, chemické a fyzikální vlastnosti v přítomnosti světla, a mohou tyto změny použít k vytvoření světelných kanálů nebo k zachycení paprsků, které mohou manipulovat se světlem.

Vědci toho totiž o materiálech vědí mnohem víc než před lety. Samoregulační, adaptivní materiály schopné optimalizovat své vlastní vlastnosti v reakci na životní prostředí nahrazují statické, energeticky neefektivní, externě regulované materiály. Reverzibilní materiál, který kontroluje světlo při mimořádně malých intenzitách, je dalším důkazem této slibné technologické revoluce. Dále čtěte: Ultrarychlá kamera udělá až jeden bilion snímků za sekundu.