Новое оптоволокно с глицериновым наполнителем оказалось весьма эффективным
Глицерин делает новый сорт волокна более устойчивым к растяжению
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 все равно окажется необратимо поврежден.
В поисках альтернативы исследователи из швейцарского института Empa разработали оптическое волокно, состоящее из непрерывной сердцевины из жидкого глицерина, заключенной в прозрачную фторполимерную оболочку.
«Два компонента волокна должны проходить через оболочку вместе под высоким давлением и при температуре от 200 до 300 градусов Цельсия», — заявил 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».
В результате ученые создали волокно, эквивалентное пластиковому аналогу по способности передавать данные в виде световых импульсов, но имеющее гораздо более высокую прочность на разрыв — другими словами, оно значительно лучше выдерживает растяжение.
В качестве дополнительного бонуса, если волокно растягивается, его цвет начнет меняться. 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 нее окажутся дальше друг от друга. В результате цвет света, излучаемого через оболочку, слегка изменится. Этот параметр можно будет замерить с помощью оптического датчика, чтобы пользователи знали, что волокно — и, следовательно, устройство, в которое оно входит, — удлиняется или подвергается растягивающей нагрузке.
Остается вопрос: не будет ли глицерин попросту вытекать при нарезке? «В нормальных условиях жидкая сердцевина удерживается внутри волокна капиллярными силами; однако, когда на волокно действует давление, жидкость может вытесняться из конца волокна», — отметил Хуфенус. «Этого можно избежать, запечатав конец волокна горячим ножом».
В конце концов, есть надежда, что это волокно найдет применение не только как более надежная система передачи данных, но и в качестве системы передачи усилия в микродвигателях или микрогидравлических системах.