Cientistas do Centro de Pesquisa de Tsukuba para Ciência de Materiais Energéticos da Universidade de Tsukuba demonstraram um método simples para produzir microgotículas de líquido iônico que funcionam como lasers flexíveis, duradouros e sintonizáveis pneumaticamente. Ao contrário dos "lasers de gotículas" existentes que não podem operar sob a atmosfera, este novo desenvolvimento pode permitir lasers que podem ser usados em ambientes cotidianos.

Nesta nova pesquisa, um líquido iônico chamado tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazólio (EMIBF 4 ) foi misturado a um corante que permite transformá-lo em laser. Este líquido foi escolhido porque evapora muito lentamente e tem uma tensão superficial relativamente grande. Em seguida, um substrato de quartzo é revestido com minúsculas nanopartículas de sílica fluorada para fazer a superfície repelir líquidos. Quando o EMIBF 4 é depositado sobre ele a partir de uma pipeta, as minúsculas gotículas permanecem quase completamente esféricas. Os pesquisadores mostraram que a gota poderia permanecer estável por pelo menos 30 dias.

"As propriedades morfológicas e ópticas desejadas da gota foram previstas por cálculos matemáticos para permanecerem mesmo quando expostas à convecção de gás", diz o primeiro autor, professor Hiroshi Yamagishi.

A forma e a estabilidade contra a evaporação permitem que a gota mantenha uma ressonância óptica quando excitada com uma fonte de bombeamento a laser. O sopro de gás nitrogênio pode deslocar os picos do laser na faixa de 645 a 662 nm, deformando ligeiramente as formas das gotas.

"Este é, até onde sabemos, o primeiro oscilador de laser líquido que é reversivelmente ajustável pelas convecções de gás", diz o professor Yamagishi.

A gota de laser também pode ser usada como um sensor de umidade muito sensível ou detector de fluxo de ar. Os pesquisadores então empregaram um aparelho comercial de impressão a jato de tinta equipado com uma cabeça de impressão que poderia trabalhar com um líquido viscoso. As matrizes impressas de gotículas de laser funcionaram sem a necessidade de tratamento adicional.

Os resultados desta pesquisa indicam que a produção é altamente escalável e fácil de executar, de modo que pode ser prontamente aplicada para fabricar sensores baratos ou dispositivos de comunicação óptica. Esta pesquisa pode levar a novos detectores de fluxo de ar ou comunicações de fibra óptica menos dispendiosas.

O estudo foi publicado na revista Laser & Photonics Reviews .