Místo čtyř čoček na telefonu jen tenký povrch. Metapovrch nám jednou pomůže zanalyzovat oběd

Málokdo asi slyšel slovo metapotvrch. Přesto se s ním možná brzy začneme potkávat na mobilních telefonech nebo ve virtuálních brýlích. Díky pečlivě navrženým nanostrukturám by mělo být v budoucnu možné ještě víc zmenšit technická zařízení, protože dojde k odstranění optických komponent. A právě na tom pracuje doktorand Peter Kepič z CEITEC VUT, který se svým výzkumem nedávno získal stipendium Brno Ph.D. Talent.

 

Magazín

 

„Nyní jsou v mobilním telefonu často i čtyři čočky, které pomáhají k těm nejlepším fotkám. Díky metapovrchům by bylo možné všechny čočky nahradit tenkým povrchem, který by se jednoduše nanesl a samotný telefon by se ztenčil,“ popisuje jednu z praktických aplikací student prvního ročníku doktorského studia Peter Kepič.

Umělé nanostruktury lze totiž nanést na materiál, a i poté měnit jeho vlastnosti či funkci. Kupříkladu když se povrch zahřeje, nebo se elektricky nakontaktuje, začnou se měnit jeho optické vlastnosti. Říká se tomu metapovrch a jeho výhoda je, že se na rozdíl od klasické čočky nemusí hýbat tam a zpět, aby nastavil třeba hloubku ostrosti.

Kromě mobilů nachází vrstva potenciální uplatnění třeba u brýlí pro virtuální realitu, které dnes mají nejen kvůli čočkám a dalším optickým komponentům výraznou tloušťku.

„Nanostruktury mají možnost zahrnout všechny vlastnosti jednotlivých komponent a stačí je nanést na tenký povrch, takže z mohutné helmy se dostáváme k opravdu tenkým brýlím,“ naznačuje budoucí vývoj Kepič. Tím ale výčet praktického uplatnění metapovrchů zdaleka nekončí.

 

 

Nejen zmenšování technologií

Metapovrchy umožní nejen zmenšování technologií, ale mohou jednoduše řečeno nahradit funkci malého spektrometru. Pomocí laserového paprsku tak bude možné získat základní chemický rozbor zaměřeného objektu, což pomůže třeba s analýzou kvality a složení jídla.

„Můžeme odhalit případné škodlivé či toxické materiály, takže další možnost uplatnění je i v medicíně a nějaké velmi jednoduché diagnostice. I když jde o zatím vzdálenější budoucnost, tato technologie to umožní,“ vysvětluje Kepič, který na CEITEC VUT přešel po absolvování Fakulty strojního inženýrství.

Právě zde se totiž potkal se svým školitelem Tomášem Šikolou, pod kterým nyní pracuje ve skupině Příprava a charakterizace nanostruktur. Pomocí laserového paprsku tak bude možné získat základní chemický rozbor zaměřeného objektu, což pomůže třeba s analýzou kvality a složení jídla.

„Už při studiu na FSI jsem část výzkumu dělal na CEITEC, takže jsem znal prostředí, lidi a věděl jsem, jak to zde funguje. Studuji ale déle, ještě před příchodem do Brna jsem absolvoval mat-fyz v Bratislavě,“ komentuje svou výzkumnou dráhu oceněný doktorand. I když si, jak sám říká, stanovil v soutěži Brno Ph.D. Talent ambiciózní cíl, pracovat na něm může s pomocí stipendia tři roky a podle něj je za tu dobu uskutečnitelný.

 

 

„Všichni víme, co se děje v procesu výroby čipů a procesorů, jak se neustále zmenšují. Metapovrchy představují další krok na cestě k odstranění klasických optických komponent a jejich přeměny do tenkého povrchu. Uměle vytvořené nanostruktury je možné najít v čočkách, polarizátorech nebo hologramech. Mají tedy široké uplatnění,“ dodává Kepič.

Další oblastí, kde může jeho výzkum jednou pomoci, jsou kvantové počítače, protože zahrnují celou řadu optických součástek. „Jejich odstranění povede k radikálnímu zmenšení přístrojů a technologií, koncový uživatel je třeba ani neuvidí,“ vykresluje budoucnost Kepič.

Přestože nemusí být nanostruktury snadno viditelné, mohou přinést velké životní změny. Své o tom ví i manželka Petera Kepiče, kterou vědec požádal o ruku tak, že vepsal svou žádost do nanostruktury tisíckrát menší, než je tloušťka lidského vlasu, a pak napjatě čekal, až ji budoucí manželka objeví elektronovým mikroskopem. „Zrovna tenhle vzorek jsem si nechal na památku,“ uzavírá s úsměvem talentovaný mladý vědec.

 

Tip! Neuromorfní výpočty: Dlouhá cesta od kořenů ke skutečnému životu

 

 

Připravila: redakce zVUT.cz

Foto: Jan Prokopius

Sdílet: