События 60 – 45-летней давности — как об этом писала газета«За рубежом»и как актуальные для того времени вопросы решаются сегодня — в рубрике «За рубежом! Срочно в номер!».
В № 13 (770) за 1975 год в газете «За рубежом» была опубликована статья «Лазер на службе человека», в которой были описаны сферы применения этой технологии.
«Всё более важную роль в происходящей сейчас научно-технической революции играют лазеры — приборы, первые образцы которых были созданы совсем недавно. Они начинают использоваться буквально во всех сферах науки и техники. Но гораздо большие перспективы открываются перед лазерами в будущем – применение этих приборов обещает совершить настоящую революцию в связи, медицине, энергетике, на транспорте, в промышленности», – так начинался материал.
Принцип работы лазера таков: в приборе возникают световые волны определённого цвета, которые фокусируются в луч большой интенсивности. Они могут быть разной мощности: некоторые лазеры являются простым пучком света, а другие способны испарять алмазы.
Научная ценность и практическая польза лазера способствовали тому, что технология довольно быстро вышла за пределы научных лабораторий и нашла применение во многих отраслях. В строительстве её стали использовать, например, в качестве уровня, в продажах – сканера, который считывает информацию о товаре и автоматически сообщает её покупателю.
Использовать лазеры можно и при контроле качества продукта: «Так, например, одна калифорнийская фирма создала оборудование для контроля за процессом изготовления определённых видов шерстяной ткани. Другая система выискивает кусочки скорлупы среди крошки ядра грецкого ореха. Если таковые обнаруживаются, то струя воздуха сдувает их с конвейера».
Лазерные лучи нашли применение в области связи. В 1975 году писали, что они могут заменить медные провода как средство передачи телефонных разговоров: «Учёные говорят, что по одному лучу могут одновременно говорить до 4 тысяч абонентов. А если заключить его в стеклянную трубку толщиной с человеческий волос, то по пучку стеклянных трубок общей толщиной не более карандаша можно будет передавать уже сотни тысяч телефонных разговоров». На тот момент образцы оптоволокна уже были, а первая коммерческая линия связи появилась всего через 5 лет – она связала американские города Ричмонд и Бостон.
Лазеры появились и в операционных. С их помощью, например, лечили язвы или планировали использовать в стоматологии: «Доктор Шелдон Уинклер из Нью-Йоркского университета руководит группой специалистов, занимающихся поисками материала, который можно было бы нагревать с помощью этого прибора и использовать для пломбирования зубов».
Возможности и перспективы лазеров продолжают расширяться. Например, раньше не получалось сварить стекло с металлом из-за разных температур плавления этих материалов. Решить проблему смогли учёные из шотландского Университета Хериота-Уатта – они использовали для этой задачи пикосекундный лазер (длительность импульса в этом приборе равна одной пикосекунде, или одной триллионной секунды). Лазер создаёт на стыке двух материалов крохотные, площадью в один микрон, пятна, которые их скрепляют. Пикосекундные лазеры, кстати, используют и при удалении татуировок. Так что они могут не только металл к стеклу приварить, но и ошибки молодости исправить.
В медицине одно из новейших исследований лазеров провели учёные МГМУ. В конце августа 2023 года они рассказали, что с помощью оптической спектроскопии в инфракрасном диапазоне можно на ранних стадиях диагностировать артроз. Тесты показали, что специально разработанный прибор способен оценивать соотношение воды и коллагена в хряще. Благодаря разработке специалистов у медиков может появиться метод диагностики изменения хрящевой ткани на ранней стадии.
С помощью лазеров учёные научились создавать алмазы. Впервые такой эксперимент был проведён в 2017 году. На его идею исследователей подтолкнула особенность двух планет солнечной системы: Урана и Нептуна. Существует гипотеза, что алмазы там не просто распространены, но и выпадают на поверхность планет в виде осадков. Чтобы подтвердить гипотезу, учёные решили воспроизвести процесс образования алмазов в лаборатории.
Для этого они использовали мощнейший лазер LCLS: его направили на углеродные материалы, которые моментально разогрелись до температуры в 6.000 градусов (для сравнения, температура поверхности Солнца равна примерно 5.500 градусов). В результате «обстрела» возникло давление в миллионы атмосфер, и кристаллы образовались, правда, маленькие – в несколько нанометров.
После нескольких лет исследований, учёные вновь применили LCLS, но на этот раз в алмазы превратили пластик. Эксперимент не только подтвердил теорию об алмазных дождях на Уране, но и подал идею о новом способе переработки пластикового мусора в полезный синтетический материал.
При помощи лазерных технологий можно делать и инновационные унитазы. Об этом сообщили инженеры из Ухани, Китай. Он разработали гидрофобный материал со скользкой поверхностью. Благодаря этому для смыва требуется меньше воды, материал не нуждается в дополнительной чистке и не изнашивается, в отличие от других скользящих поверхностей. Для создания сантехники специалисты использовали селективную лазерную спекающую 3D-печать. В процессе такой печати лазер используется как источник подачи энергии и соединяет частицы, создавая сложную пористую структуру.
Возможности применения лазеров оказались довольно широкими. Технология уверенно заняла свою устойчивую нишу в медицине, промышленности, науке (и лазерных шоу, конечно). Осталось лишь дождаться световых мечей из «Звёздных войн».
Сергей Меляхов Материал и иллюстрация предоставлены изданием«За рубежом»
