Научен обмен укрепва модела на нанотехнологичния лазер

По-прецизното моделиране на взаимодействието лазер-материя в рамките на финансирания от ЕС проект ATLANTIC може да доведе до нови промишлени приложения и да помогне за утвърждаването на България като важен изследователски център в тази област.

Fundamental Research

В природата наномащабните структури на повърхността на материалите обуславят свойства като ярките цветове на крилата на пеперудите и хидрофобните свойства на листата на лотоса. В лабораторията учените могат да възпроизведат този процес с помощта на интензивна лазерна светлина, предлагайки нови материали с желани свойства. „Лазерната технология с кратки импулси може да осигури решения за много промишлени приложения“, обяснява координаторът на проекта ATLANTIC Цвета Апостолова от Нов български университет. „Те включват микрообработка на биополимери и метални сплави за производство на медицински стентове, отстраняване на тънки слоеве от слънчеви клетки, пробиване на микро отвори в печатни платки, както и формиране на наноструктури, използвани за съхранение на памет в електронни компоненти и костни импланти“. Самите наноструктури намират приложение в костни и стоматологични импланти, в ускоряването на частици и за съхранение на памет в електронни компоненти.

Разбиране на ефектите на лазерната светлина в наномащаб

Проектът ATLANTIC, подкрепен от програмата „Действия „Мария Склодовска-Кюри“, имаше за цел да укрепи българските и, в по-широк смисъл, европейските върхови постижения в тази област, най-вече чрез създаване на световна мрежа от учени и насърчаване на академичния обмен. В проекта участваха Аржентина, Япония и Узбекистан, както и няколко държави-членки на ЕС. В рамките на проекта около 40 утвърдени и начинаещи изследователи пътуваха и работиха в различни институции в продължение на няколко месеца. Това им позволи да се запознаят с различни културни среди и да обменят идеи. Основната цел беше да се разработят и обучат изследователите на нови техники за квантова симулация, които могат да предскажат по-добре ефектите на лазерната светлина в наномащаб върху даден материал. „Наистина искахме да усъвършенстваме тези техники и да ги изведем извън рамките на съвременните постижения“, казва Апостолова. „В крайна сметка целта е да се представи предсказващата сила на тези теоретични квантови техники в модели, които потенциално се използват от компаниите и групите за лазерно инженерство“.

Сближаване на световните научни общности

Съвместната работа по проекта доведе до редица публикувани статии, които допринесоха за подобряване на научното разбиране за това как материалите реагират на лазерно облъчване. Това би могло да отвори вратата към нови промишлени приложения в области като лазерна физика, химия, биология и фармацевтика. За Апостолова основната полза от проекта е обменът на изследователи. „Те показаха значението на комуникацията между научните общности, особено във времена на дълбоки геополитически проблеми“, добавя тя. „Интердисциплинарността е в основата на този проект и ние успяхме да съберем заедно експерти по физика на материалите, квантова химия, материалознание и лазерна обработка на материалите“. За много от по-младите изследователи командировките бяха първият им научен опит извън родните им държави. „Това беше основополагащ опит“, отбелязва Апостолова. „Надяваме се, че този обмен ще послужи като катализатор за бъдещи инициативи в духа на проекта ATLANTIC“. Бъдещите инициативи могат да включват по-нататъшно усъвършенстване на теоретичното моделиране на взаимодействията лазер-материя и по-добро разбиране на наномащабни феномени, които засега не са обяснени.

Експериментални и симулационни съоръжения в България

Сега целта на Нов български университет е да надгради тази работа, като продължи да си сътрудничи с научните общности в цяла Европа. „Би било фантастично, ако това доведе до създаването на малки лаборатории в България“, казва Апостолова. „Това ще даде възможност на младите изследователи да провеждат тук авангардни експерименти и моделиране на взаимодействието лазер-материя. Нашите млади изследователи са ярки и амбициозни личности, а проекти като ATLANTIC са наистина важни“. Това би могло да укрепи изследователските компетенции на страната в една потенциално печеливша област. Световната индустрия за лазерни технологии беше наскоро оценена на стойност 20 милиарда евро и се очаква до края на 2034 г. да достигне 33,1 милиарда евро.