Svampdjur modell för bättre optofibrer

2003-09-01 12:21  
"Venuskorgen"

I havets djup finns en uråldrig varelse som tillverkar optofibrer vars egenskaper mänskligheten har skäl att avundas. Kan människan lära sig hur detta svampdjur gör, kan hon bygga effektivare telenät i framtiden.

Den vattenlevande "Venuskorgen" är en så kallad glassvamp, som har många strängar på sin lyra. Förutom att ge skydd åt älskande räkpar, vilket det romantiska namnet antyder, är det knappt halvmeterstora svampdjuret en mästare på att spinna optiska fibrer.

En hårtofs av glasfiber på foten hjälper den vackra Venuskorgen att hålla sig fast i det lösa bottenslammet.
Vid foten på det vackra, cylinderformade djuret sitter en krans av skelettnålar vars utseende får en teletekniker att nicka igenkännande. Uppbyggnaden av de cirka tio centimeter långa och femtio mikrometer tjocka nålarna verkar mycket bekant, liksom valet av material.

Venuskorgen använder själv sin glasfiberliknande hårkrans som ankare för att inte tappa fästet i det lösa bottenslammet. Men för teleforskarna är det bättre optofibrer som hägrar.

Joanna Eizenberg och hennes kolleger vid Bell Laboratories i USA har tagit en närmare titt på venuskorgens skelettnålar. I elektronmikroskopet kan hon se en struktur som liknar innanmätet i en kommersiell telefiber. I mitten finns en kiselkärna dopad med organiska molekyler, och runtom finns ett flertal lager med successivt avtagande dopning.

När hon mäter refraktionen känns mönstret igen. Brytningsindex minskar med avståndet från centrum, precis som i en riktig optofiber.

När Joanna Eizenberg slutligen prövar med att sända riktigt ljus genom Venuskorgens kiselskelett, visar det sig att den urgamla svampens skelettnålar är alldeles lysande vågledare; ljusstrålen håller sig väl samlad i centrum av fibern, även när den böjs.
- Jag har alltid varit fascinerad av naturens förmåga att göra perfekta material, säger Joanna Eizenberg.
- Ju mer man studerar biologiska organismer, desto mer inser man hur mycket man kan lära av dem.

En av lärdomarna är att Venuskorgens fibrer tål böjningar och andra påfrestningar rätt bra, en egenskap som skiljer sig markant från de människogjorda motsvarigheterna. Skälet är de organiska bindningar som effektivt fångar upp begynnande sprickor.

Det märkliga är att vattendjurets optofibrer tillverkas vid låga havstemperaturer, till skillnad från hettan i fabrikernas glassmältor. Om människan kan apa efter den processen, är mycket vunnet. Då skulle optofibrerna kunna dopas med ämnen som är omöjliga att använda i dagens heta processer. Natrium skulle exempelvis ge mycket bättre fibrer, men det gör att glasets kristalliseras vid höga temperaturer.

Lars Thylén, fotonikprofessor vid tekniska högskolan i Stockholm, är dock inte särskilt imponerad:
- Det finns säkert mycket att lära av naturen, säger han.
- Men det svåra är inte att tillverka bra optofibrer, det svåra är att gräva ned dem.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer