Czy dźwięk można zamienić w światło? Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez naukowców z Uniwersytetu Gdańskiego, wykazał, że fale ultradźwiękowe mogą wywoływać emisję światła w materiale luminescencyjnym.
Badaniami kierowali naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego: dr. hab. Sebastian Mahlik, prof. UG oraz dr Justyna Barzowska z Instytutu Fizyki Doświadczalnej. Projekt był realizowany we współpracy z partnerami z Polski, Chin, Belgii i Stanów Zjednoczonych.
Zespół przeprowadził kompleksowe badania właściwości luminescencyjnych azotku glinu aktywowanego jonami manganu (AlN:Mn). Wykazano, że łączy on intensywną fotoluminescencję z długotrwałą luminescencją, termoluminescencją (czyli emisją światła wywołaną temperaturą) oraz mechanoluminescencją (czyli emisją światła wywoływaną działaniem sił mechanicznych). Najważniejszym osiągnięciem było wykazanie, że materiał emituje światło również pod wpływem fal ultradźwiękowych oraz wyjaśnienie mechanizmu tego zjawiska. Odkrycie to otwiera nowe możliwości wykorzystania dźwięku do bezkontaktowego pobudzania emisji światła oraz rozwoju innowacyjnych metod obrazowania i detekcji.
Badania wykazały również, że materiał umożliwia przekształcanie energii mechanicznej, w tym fal ultradźwiękowych, oraz energii cieplnej w światło, zachowując przy tym wysoką stabilność chemiczną, mechaniczną i termiczną. Autorzy zademonstrowali ponadto możliwość integracji AlN:Mn2+ z elastycznymi kompozytami polimerowymi, które pozwalają wizualizować tarcie, rozciąganie oraz oddziaływanie ultradźwięków. Takie rozwiązania mogą stanowić podstawę nowej generacji inteligentnych materiałów reagujących na bodźce zewnętrzne.
- Uzyskane wyniki wskazują na szeroki potencjał zastosowań materiału w diagnostyce biomedycznej, monitorowaniu stanu infrastruktury i konstrukcji, optoelektronice nowej generacji, systemach zabezpieczeń przed fałszerstwami oraz technologiach zdalnego obrazowania i detekcji - mówi prof. Sebastian Mahlik.
W badaniach uczestniczyli naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytutu Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Hangzhou City University, Ghent University, Lawrence Livermore National Laboratory, Shenzhen University oraz University of North Dakota.
Artykuł ukazał się w „Science Advances” - jednym z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych na świecie, należącym do rodziny czasopism Science.
Publikacja:
Justyna Barzowska, Syed Shabhi Haider, Teng Zheng, Andrzej Suchocki, Philippe F. Smet, Marcin Runowski, Nerine J. Cherepy, Dengfeng Peng, Sebastian Mahlik, Turning sound and force into light with AlN:Mn2+ mechanoluminescence, „Science Advances” 12 (2026), eaed5469.