近日，來自倫敦帝國理工學院和倫敦大學學院的研究人員展示了第一個自發自組織激光裝置，它可以在條件改變時進行重新配置。通過模仿生命系統的特征，這種自組織激光器可以為傳感、計算、光源和顯示帶來新的材料。

據《自然物理學》（Nature Physics）報道，這一創新將有助于開發智能光子材料，使其能夠更好地模仿生物物質的特性，如響應性、適應性、自我修復和集體行為。

混合結構和功能

來自帝國理工學院物理系的聯合主要作者Riccardo Sapienza教授表示：“為我們大多數技術提供動力的激光器是由晶體材料設計的，具有精確和靜態的特性。我們一直在思考，能否創造出一種能夠將結構和功能融合在一起的激光，它能夠像生物材料一樣重新配置和組合協作。”

激光是一種放大光以產生一種特殊形式的光的裝置。該團隊實驗中的自組裝激光器，由分散在具有高增益的液體中的微粒組成，這種“增益”是光的放大能力。一旦足夠的這些微粒聚集在一起，它們就可以利用外部能量來產生激光。

外部激光被用來加熱“Janus”粒子（一種表面涂有吸光材料的粒子），而微粒聚集在其周圍。這些微粒團簇產生的激光可以通過改變外部激光的強度來“開啟”和“關閉”，從而控制團簇的大小和密度。

帶來新一代材料

該團隊還展示了如何通過加熱不同的Janus粒子在空間中傳輸激光簇，展示了該系統的適應性。Janus粒子也可以合作，創造出比簡單地增加兩個簇更有特性的簇，比如改變它們的形狀和增強它們的激光功率。

來自倫敦大學學院化學系的共同主要作者Giorgio Volpe表示：“如今，激光在醫學、電信和工業生產中得以廣泛應用。具有逼真特性的激光將有助于開發強大、自主和耐用的下一代材料和設備，用于傳感應用、非常規計算、新型光源和顯示器。”

接下來，該團隊將研究如何改進激光器的自主行為，使其更逼真。該技術的第一個應用可能是用于智能顯示器的下一代電子墨水。

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