W Wojskowej Akademii Technicznej trwają prace nad nowymi materiałami ciekłokrystalicznymi. Zespół pod kierunkiem profesora Jakuba Hermana otrzymał na ten cel dofinansowanie Fundacji na rzecz Nauki Polskiej jako projekt o wysokim potencjale innowacyjnym w obszarze fotoniki i optoelektroniki.
Będzie to rozwinięcie przełomowych badań naukowców WAT, które doprowadziły do odkrycia achiralnych materiałów organicznych z nadstrukturą chiralną o właściwościach ferroelektrycznych. Ich wyniki opisane w czasopiśmie Science wywołały duże poruszenie w świecie naukowym, ponieważ pomogły ugruntować teoretyczną hipotezę Maxa Borna z 1916 r. Przewidywała ona możliwość istnienia złożonych, organicznych struktur polarnych wynikających ze specyficznych oddziaływań dipoli elektrycznych, ale przez dziesięciolecia pozostawała w sferze matematyczno-fizycznych spekulacji.
Projekt „Optycznie nieliniowe ferroelektryczne nematogeny” został wyróżniony w programie First Team FENG Fundacji na rzecz Nauki Polskiej i uzyskał dofinansowanie w wysokości ponad 3,5 mln złotych. Ułatwi to naukowcom z WAT pracę nad rozwojem nowatorskich materiałów ciekłokrystalicznych o unikalnych właściwościach ferroelektrycznych i silnej nieliniowości optycznej.
„Badania te mają na celu rozwój innowacyjnych materiałów do zastosowań w nowoczesnej fotonice, optoelektronice i telekomunikacji oraz pogłębienie wiedzy na temat mechanizmów nieliniowych efektów optycznych w ferroelektrycznych nematogenach” – wyjaśnia dr hab. inż. Jakub Herman, prof. WAT, z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.
Będą się one koncentrowały na syntezie i charakterystyce nowatorskich materiałów ciekłokrystalicznych, dzięki którym możliwe będzie wytworzenie układów kompozytowych zdolnych do indukcji i modulacji nieliniowych efektów optycznych. Szczególnie istotne jest uzyskanie polarnych struktur organicznych wykazujących właściwości ferroelektryczne oraz w porównaniu do układów nieorganicznych silnego wzmocnienia efektów nieliniowych, co może prowadzić do przełomowych rozwiązań w dziedzinie przełączników optycznych, modulatorów czy pamięci optycznych.
Grupą docelową projektu są ośrodki naukowe oraz przedsiębiorstwa z branży fotoniki i optoelektroniki, zainteresowane wdrażaniem nowoczesnych materiałów funkcjonalnych.
Zespół prof. Hermana skupi się także na badaniu mechanizmów leżących u podstaw obserwowanych zjawisk, takich jak niestabilności międzyfazowe, reakcje na pole elektryczne czy efekt piezoelektryczny w strukturach ciekłokrystalicznych. Te badania będą prowadzone we współpracy z czołowymi jednostkami naukowymi z Europy, m.in. dr Bruno Zappone z Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Nanotecnologia (Włochy), a także dr Peter Salamon z Institute for Solid State Physics and Optics, Wigner Research Centre for Physics (Węgry), których zespoły wnoszą doświadczenie w badaniach właściwości piezoelektrycznych i formowania włókien w ciekłych kryształach. Współpraca z partnerami zagranicznymi obejmuje wspólne badania, wymianę doświadczeń oraz możliwość wyjazdów członków zespołu do laboratoriów partnerskich, co znacząco podnosi potencjał naukowy i aplikacyjny projektu.
Równolegle, projekt realizowany jest we współpracy z partnerem gospodarczym Lasertex Sp. z o.o. (Wrocław), która wspiera prace aplikacyjne i rozwój demonstratora technologii optycznej opartego na nowych płynach ferroelektrycznych.
Realizacja projektu potrwa 48 miesięcy. Stanowi on dobry przykład łączenia badań podstawowych z ich możliwościami wdrożeniowymi.
oprac. Marcin Wrzos
fot. Katarzyna Puciłowska
