Ученые создали крошечные первые лазеры, которые полностью съедобны

Фото из открытых источников

Ученые создали первые лазеры, полностью изготовленные из съедобных материалов, которые когда-нибудь смогут помочь контролировать и отслеживать свойства продуктов питания и лекарств с помощью датчиков, которые можно будет безвредно проглотить.

Прогресс, о котором сообщается в Advanced Optical Materials, показывает, что крошечные капли обычных кулинарных масел могут действовать как эхо-камеры света, также известные как лазеры. Предоставляя атому необходимое количество энергии, электроны атома возбуждаются до более высокого энергетического уровня, а затем расслабляются, высвобождая в процессе фотон света. Захватите облако атомов в доме из зеркал и обрушьте на них необходимое количество энергии, и свет, испускаемый одним возбужденным атомом, будет стимулировать одного из его соседей, усиливая коллективное свечение атомов.

Обычно это усиление происходит в явно несъедобных веществах. Например, многие красные лазерные указки получают свои электроны из комбинации алюминия, галлия и мышьяка. Чтобы сделать этот процесс более приятным, ученые в Словении и Греции попытались сконструировать «микролазеры» из более чем дюжины различных типов съедобных материалов. В одном эксперименте они выстрелили фиолетовым светом в капли оливкового масла, поверхности которых могут удерживать фотоны света, отскакивая, захватывая их в процессе. Этот отраженный свет возбуждал электроны в молекулах хлорофилла масла, заставляя их испускать фотоны, которые вызывали свечение других молекул хлорофилла, превращая каплю в лазер.

Энергия излучения хлорофилла зависит от размера, плотности и других свойств капель масла. Авторы исследования предполагают, что эту чувствительность можно использовать для отслеживания различных свойств пищевых продуктов или фармацевтических продуктов. Когда исследователи добавляли капли масла в продукты питания, а затем измеряли изменения в лазерном свете, испускаемом каплями, они могли надежно определять концентрацию сахара в продуктах, кислотность, воздействие высоких температур и рост микроорганизмов. Они также использовали лазеры для кодирования информации, при этом капли разного диаметра функционировали как линии штрих-кода. Смешивая капли подсолнечного масла семи определенных размеров — все шириной менее 100 микрон — исследователи закодировали дату непосредственно в персиковом компоте: 26 апреля 2017 года, первый международный день Stop Food Waste (Остановим пищевые отходы).