Optičko vlakno je jedan od skrivenih temelja savremenog sveta. Kroz veoma tanke niti stakla svetlosni signali prenose ogromne količine internetskih podataka između gradova, kontinenata i data-centara. Ista tehnologija može da radi i kao senzor, jer istezanje, pritisak ili promena temperature vrlo malo menjaju način na koji svetlost prolazi kroz vlakno. Problem je što je tradicionalna cilindrična forma projektovana prvenstveno za stabilan prenos svetlosti, a ne za maksimalnu osetljivost na okolinu. Istraživači švedskog KTH Royal Institute of Technology i britanskog University of Southampton sada su promenili samu geometriju i napravili optičko vlakno koje više liči na veoma tanku staklenu traku nego na klasičnu nit. New Atlas je 2. septembra objavio da je takva spljoštena konstrukcija u pojedinim merenjima pritiska pokazala osetljivost i do hiljadu puta veću od standardnog optičkog vlakna.
Razlog se krije u načinu na koji sila deluje na poprečni presek. Okruglo vlakno je veoma simetrično. Pritisak sa jedne strane raspoređuje se relativno ravnomerno kroz strukturu, što je korisno kada želimo da kabl bude stabilan. Spljošteno vlakno ima izraženu „širu“ i „užu“ osu, pa ista sila proizvodi mnogo različitije deformacije zavisno od smera. Istraživači mogu da dizajniraju unutrašnju strukturu tako da svetlost prolazi kroz region koji izuzetno snažno reaguje na takve promene. Rezultat je senzor koji registruje veoma male pritiske ili naprezanja bez potrebe da se na vlakno dodaje klasična elektronska merni uređaj.
Takvi senzori mogli bi biti korisni u avionima, mostovima, energetskim sistemima i medicini. Optičko vlakno ima veliku prednost jer ne zahteva električnu struju na samom mestu merenja i otporno je na elektromagnetne smetnje. Kilometri jednog vlakna mogu sadržati veliki broj tačaka merenja, pa se konstrukcija može praktično „prošiti“ senzorom. Ako se vlakno ugradi u krilo aviona ili kompozitnu konstrukciju, promene opterećenja mogu se pratiti tokom rada. U medicinskim kateterima izuzetno tanka i osetljiva vlakna mogla bi da registruju veoma male sile u telu, dok bi industrijski sistemi mogli pratiti pritisak u sredinama u kojima bi obična elektronika bila nepraktična ili opasna.
Važno je, međutim, da velika osetljivost nije automatski prednost u svakoj situaciji. Senzor koji reaguje na najmanju deformaciju mora razlikovati ono što želimo da merimo od vibracija, temperature i drugih promena. Proizvodnja neobičnog oblika takođe mora biti dovoljno precizna i jeftina da bi tehnologija mogla izaći iz laboratorije. Ipak, istraživanje pokazuje jednostavnu, ali vrlo moćnu ideju: ponekad za veliki tehnološki napredak nije potreban potpuno novi materijal. Dovoljno je uzeti materijal koji koristimo decenijama i promeniti mu oblik. Optičko vlakno je skoro čitavu svoju istoriju bilo okruglo zato što je to imalo smisla za komunikaciju. Kada mu zadatak postane da „oseća“, ispostavlja se da je ravniji oblik mnogo zanimljiviji.
S.B.
