Хотя оптические волокна очень эффективны при передаче данных, они также относительно хрупкие. Новый экспериментальный тип оптического волокна устраняет это ограничение за счет использования сердцевины из жидкого глицерина.
Обычно оптические волокна изготавливаются либо из твердого стекла, либо из твердого прозрачного пластика. Первый способен переносить световые импульсы на большее расстояние, но довольно легко ломается при сгибании или растяжении. Последний - который полезен на более коротких расстояниях, например, внутри зданий - лучше выдерживает изгиб, но при растяжении он все равно ломается.
В поисках альтернативы исследователи из швейцарского института Empa разработали оптическое волокно, состоящее из сплошной сердцевины из жидкого глицерина, заключенной в прозрачную фторполимерную оболочку.
«Два компонента волокна должны проходить через нашу фильеру вместе под высоким давлением и при температуре от 200 до 300 градусов Цельсия», - говорит ведущий ученый, д-р Рудольф Хуфенус. «Поэтому нам нужна жидкость с подходящим показателем преломления для функциональности и с минимально возможным давлением пара для производства волокна».
Получающееся в результате волокно по способности передавать данные в виде световых импульсов примерно равно способности твердого пластикового оптического волокна, но имеет гораздо более высокую прочность на разрыв - другими словами, оно значительно лучше выдерживает растяжение.
Волокно может иметь и другие применения помимо передачи данных. Фото: Empa
В качестве дополнительного бонуса, если волокно растягивается, его цвет изменится. Это связано с тем, что в волокне все еще будет присутствовать такое же количество глицерина, но поскольку жидкость распространяется на большее расстояние, частицы красного красителя внутри него будут находиться дальше друг от друга. В результате цвет света, излучаемого через оболочку, слегка изменится. Это изменение цвета можно измерить с помощью оптического датчика, чтобы пользователи знали, что волокно - и, следовательно, устройство, в которое оно входит, - удлиняется или подвергается растягивающей нагрузке.
При всем при этом, не будет ли глицерин просто вытекать, когда волокно нарезается на желаемую длину? «В нормальных условиях жидкая сердцевина удерживается внутри волокна из-за капиллярных сил; однако, когда на волокно действует давление, жидкость может вытесняться из конца волокна», - говорит нам Хуфенус. «Этого можно избежать, запечатав конец волокна горячим ножом».
В конечном итоге есть надежда, что волокно найдет применение не только в менее хрупкой передаче данных, но и для передачи усилия в микродвигателях или микрогидравлических системах.