fotomekaanisia

Fotomekaaniset ilmiöt viittaavat materiaalien mekaanisiin vasteisiin, joita synnyttää valo. Niissä valon energia muuttaa materiaalin jännittyneisyyksiä, muotoa tai voimia ilman sähköistä tai mekaanista kuljetinta. Fotomekaaniset ilmiöt voivat ilmetä sekä pienissä mikromekaanisissa rakenteissa että laajimmissa rakenteissa, ja ne ovat monitored for soft robotics, optoelectronics sekä microactuation.

Katsaus mekanismeihin: fotomekaaniset vasteet syntyvät useimmiten kahdella polulla. Ensinnäkin fotokemialliset reaktiot, kuten isomeria tai sidosmuutokset, missä valon aiheuttama molekyylimuutos muuttaa koko materiaalin rakennetta ja aiheuttaa muodonmuutoksia. Toiseksi fotokemiallisesta prosessista riippumaton fotokemiaan kytkeytynyt fototerminen vaikutus, jossa valon absorptio lämpenee materiaalin tilaa ja johtaa laajenemiseen, supistumiseen tai muuhun mekaaniseen vasteeseen. Erityisesti nestekideskini elastiomit ja polymeerit, joihin on kiinnitetty valolle reagoivia molekyylejä, voivat muuttua liikkeissään, kun niihin kohdistuu erityisenvärisä valon aallonpituuksia.

Materiaalit ja rakenteet ovat usein räätälöityjä hyödyntämään fotomekaanista vaikutusta. Esimerkiksi valoon reagoivat polymerit, nestekides-elastiomit ja toisiinsa kiinnittyneet verkot voivat muuttaa muotoaan tai jännitystään ohjaamalla valon suuntaa ja intensiteettiä. Yleisessä käyttökontekstissa tavoitteena on saavuttaa pienikokoinen, nopea ja tehokas valopohjainen aktuaatio.

Sovellukset kattavat mikro- ja soft-robotiikan, optisen lisälaitteiden säätelyn, muistitekniikan sekä adaptaation optiikassa. Haasteita ovat toteutettavuus, energiatehokkuus, kestävyys sekä yhteensopivuus muiden teknologioiden kanssa. Fotomekaaniset ilmiöt jatkavat tutkimustaan annettujen valonterveysvaatimusten ja materiaaliosaamisen kehittämisessä.