طور العلماء في المختبر الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا المواد أليافًا ضوئية ذات قلب جلسرين سائل أقوى ويمكنه نقل البيانات بنفس موثوقية خطوط الألياف التقليدية. يمكن استخدام الألياف أيضًا في بناء مكونات هيدروليكية دقيقة وأجهزة استشعار للضوء.

نحن نعلم أن خطوط الألياف الضوئية مثالية لنقل البيانات لمسافات طويلة ، طالما أن الألياف لا تنكسر ، يمكن نقل البيانات والإشارات بسرعة وبشكل موثوق من خلال الألياف الزجاجية. ومع ذلك ، يمكن أن تنحني الألياف الزجاجية فقط إلى حد محدود وهي حساسة للغاية لضغوط الشد ، والتي يمكن أن تدمر بسرعة الألياف التقليدية إذا كانت مثنية أو مشدودة بشدة. يتمثل كعب أخيل في الألياف الضوئية التقليدية في تشتت الضوء وفقدانه من الشقوق الدقيقة في قلب الألياف ، سواء كان زجاج شبكي أو بولي كربونات.

تحقيقا لهذه الغاية ، جرب العلماء في المختبر الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا المواد طرقًا مختلفة لتحسين ألياف البوليمر الضوئية ، ووجدوا في النهاية أنه حتى مع أفضل نوى الألياف الصلبة ، لا يمكنهم أبدًا تقديم العديد من الفوائد مثل الألياف المملوءة بالسوائل.

أثمرت التجربة: أنتج فريق المختبر الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا المواد خيوطًا مملوءة بالسائل من البولي أوليفين والبولي أميد يتراوح قطرها من 45 إلى 200 ميكرون ميكرون وتحتوي على ما يصل إلى 25Vol٪ من حيث الحجم. يمكن للألياف الناتجة أن تتحمل معدلات شد تصل إلى 10 بالمائة ثم تعود إلى طولها الأصلي ، وهو أمر مستحيل مع الألياف الصلبة التقليدية الأخرى.

أضاف العلماء كمية صغيرة من صبغة الفلورسنت إلى الجلسرين وفحصوا الخصائص البصرية للألياف المتوهجة أثناء عملية التمدد. اتضح أنه عند شد الألياف ، يتم إطالة مسار الضوء ، لكن عدد جزيئات الصبغة في الألياف يظل كما هو. يتسبب هذا في تغييرات طفيفة في لون الضوء المنبعث ، لذلك يمكن استخدام الألياف ذات النواة السائلة ليس فقط لنقل الإشارات والاستشعار ، ولكن أيضًا لنقل القوة في المحركات الدقيقة والأنظمة الهيدروليكية الدقيقة.

ومع ذلك ، فإن المادة الأساسية الجديدة تجلب أيضًا تحديات كبيرة لمعالجة الألياف الضوئية في التطبيقات. كيف يتم تطبيق الألياف ذات النواة السائلة على الوحدة الضوئية ، وكيف تقوم الألياف السائلة بإجراء الربط ، وما إذا كان يمكن دمجها مع الألياف أحادية الوضع العادية أو الربط الليفي الذي يحافظ على الاستقطاب. أي نوع من وصلات الانصهار سوف يتكيف مع معالجة الألياف ، وهذا يخلق أسئلة جديدة لحل الألياف.