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.
Новое оптоволокно с глицериновым наполнителем оказалось весьма эффективным
Хотя оптические волокна очень эффективны при передаче данных, они также весьма хрупкие, а потому могут быть ненадежными. Новый экспериментальный тип оптического волокна устраняет это ограничение за счет использования сердцевины из жидкого глицерина.
Глицерин делает новый сорт волокна более устойчивым к растяжению
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.