Chunlei Guo, profesor optiky z University of Rochester: „Dokážeme řídit směr, kterým kapalina bude na ploše kovu vzlínat, a také zda vůbec bude po něm vzlínat.“

Femtosekundový laser vydává pulsy trvající pouze několik kvadriliontin sekundy (femtosekunda k sekundě se má jako sekunda k 32 milionům let), přesto dokáže na povrchu kovů vytvořit struktury, které mění jejich vlastnosti. Kapalina na takto upraveném kovu postupuje proti gravitaci rychlostí centimetr za sekundu. To je zhruba rychlost, jakou se mléko vsakuje do papírového ubrousku, anebo jakou víno vzlíná po sklence.

Zvětšit obrázek

Kousek kovu ošetřený ultra silnými pulsy laseru dokáže přinutit kapalinu, aby stoupala vzhůru. (Kredit: University of Rochester)

Tak, jak se mění struktura kovu, mění se i chování molekul roztoku k němu. Od určité velikosti kovových nanostruktur se molekuly kapaliny ochotněji vážou ke kovu, než mezi sebou. Při styku s takovým povrchem se kapalina po kovové ploše dokáže šířit rychleji, než jak to dokáže v přírodních kapilárních systémech, zajišťujících například dopravní systémy u rostlin. 

Opatření kovu kanálky řídí směr toku kapaliny. „Představte si systémy vodních toků vměstnané na malé čipy tak, jako je tomu u obvodů z tištěných spojů. Obdobně můžeme nyní organizovat chemické nebo biologické reakce, a to s nepatrně malými množstvími roztoků,“ říká Chunlei Guo, šéf amerického výzkumného týmu. „Krev například můžeme přinutit cestovat předem určenou trasou k senzorům diagnostikujícím různé choroby. Sestřičky by již nemusely připomínat upíry a odebírat krev stříkačkami. Pouhé škrábnutí do kůže poskytne dostatek krve pro mnoho mikro-analýz.“ K dalším výhodám laserem opatřených povrchů může být jejich snadná desinfekce - roztok se sám rozprostře po celé ploše.

Zvětšit obrázek

Femtolaser dokáže vytvořit na povrchu celou škálu struktur.

Guoův tým také vytvořil kov, jenž snižuje atraktivitu kovu pro molekuly vody – připravil kov s hydrofobním povrchem. I když se takový povrch smočí, nedovolí po svém povrchu kapalinám vzlínat.

Běžně trvá úprava povrchu 30 minut. Vědci ale zatím pracovali s přístrojem, který se spokojil s obyčejnou zásuvkou na 220V. Dalšímu vylepšení techniky zvýšením výkonu zařízení (například jeho zdvojením), a tím urychlení procesu úpravy kovů, by nemuselo stát nic v cestě.

Zvětšit obrázek

Pohled do Guovy laboratoře s femtolaserem. Další obrázky ZDE .

Guo tuto techniku představil nyní v časopisu Physical Review Letters také jako techniku vhodnou k opracování povrchu žárovkového vlákna. Použití femtosekundového laseru na wolframové vlákno totiž změní jeho strukturu tak, že při stejném odporu se zvýší svítivost žárovky zhruba o polovinu. To by „staré dobré žárovky“, poslané legislativně do propadliště dějin, mohlo vracet znovu na scénu. Inu, to, co „padá" z Guovy laboratoře, bude dobré sledovat.ˇ