La luce permea la nostra vita quotidiana. Permette la visione delle cose, ma è anche un formidabile veicolo di informazioni: basti pensare all’utilizzo delle fibre ottiche per la comunicazione di segnali, che ha contribuito allo sviluppo di Internet.
La sua fortuna risiede, in particolare, nella possibilità di sovrapporre segnali luminosi che si propagano lungo un unico percorso. Ma i segnali devono anche essere divisi fra loro per essere manipolati o ricevuti. Finora questo problema, nelle telecomunicazioni così come nell’imaging biomedicale o nella tecnologia dei display, è stato risolto attraverso l’uso di specchi che, mossi in modo elettromeccanico, indirizzano la luce prima in una direzione poi in un’altra. Il meccanismo elettronico che muove lo specchio, però, è difficile da integrare nei microcircuiti ed è complicato da gestire.
Ora uno studio su “Advanced Optical Materials” guidato dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Firenze e dal Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non lineare (LENS), apre una nuova prospettiva con l’utilizzo della fotonica, quella parte della scienza ottica che studia il controllo della propagazione della luce su scale un milione di volte più piccole di un metro (“micrometriche”). Alla ricerca ha partecipato l’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR) [“Structured Optical Materials Controlled by Light” doi: 10.1002/adom.201800167 ].
L’idea centrale è stata quella di sostituire lo specchio con materiali “intelligenti”, noti per la loro capacità di deformarsi sotto lo stimolo della luce in un tempo che si misura in termini di millisecondi, per poi tornare alla loro forma originaria. Inviando su queste macromolecole più fasci di luce con lunghezze d’onda diverse, i segnali luminosi saranno scomposti in diverse direzioni a seconda della diversa forma che verrà assunta di volta in volta dal materiale. “Si tratta di polimeri, realizzati grazie ad una tecnica di fabbricazione laser, caratterizzati da materiale liquido-cristallino che combinano proprietà dei cristalli liquidi e degli elastici” spiegano Sara Nocentini, assegnista di ricerca dell’Università di Firenze attiva presso il LENS e prima firmataria dell’articolo, e Simone Zanotto, ricercatore CNR afferente al LENS.
“L’applicazione dei polimeri ‘intelligenti’ nell’ottica e nella fotonica porta, quindi, ad un controllo sulla luce, remoto e non invasivo – commenta Diederik S. Wiersma, docente di Fisica della materia presso l’Università di Firenze e afferente al LENS – Questo tipo di materiali possono essere miniaturizzati su scala micrometrica e funzionano sia in aria che in acqua: le prospettive applicative sono potenzialmente molto ampie. Anche nella vita di tutti i giorni”.
