像生命系统一样的“激光器”，可实现自我组织、适应和合作

尽管许多人工材料具有先进性能，但要将生物材料的多功能性结合起来以适应其情况，还有很长的路要走。例如在人体中，骨骼和肌肉不断重组其结构和组成，以更好地维持不断变化的体重和活动水平。

微粒聚集在Janus粒子周围。虚线描绘了激光区域，粉红色/黄色线显示了几个微粒的轨迹

现在，科学家已经证明了第一个自发自组织激光装置，它可以在条件变化时实现重新配置。这项创新将有助于开发能够更好模拟生物物质特性的智能光子材料，如响应性、适应性、自愈性和集体行为。伦敦帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员，在近期发表的《自然物理学》杂志上报告了这一发现。

来自帝国理工学院物理系的共同主要作者Riccardo Sapienza教授说：“为我们的大多数技术提供动力的激光器是由晶体材料设计，具有精确和静态的特性。我们问自己，是否可以创造出一种能够融合结构和功能、重新配置自身并像生物材料一样协作的激光器。”

这种激光系统可以重新配置和协作，从而迈出了模拟生物材料典型结构和功能之间不断发展的关系的第一步。激光器是放大光以产生特殊形式光的设备。在该团队的实验中，自组装激光器由分散在液体中的具有高“增益”（放大光的能力）的微粒组成。当足够多的微粒聚集在一起后，它们可以利用外部能量来“激射”，从而产生激光。

使用外部激光加热“Janus”粒子（一侧涂有吸光材料的粒子），微粒聚集在该粒子周围。这些微粒簇产生的激光可以通过改变外部激光的强度实现打开和关闭，这反过来又控制了微粒簇的大小和密度。

研究团队还演示了如何通过加热不同的Janus粒子在空间传输激光束，揭示了该系统的适应性。Janus粒子也可以协作，创建具有两个团簇之外的特性的团簇，例如改变其形状和提高其激光功率。

微粒聚集在Janus粒子周围

来自伦敦大学学院化学系的共同主要作者Giorgio Volpe博士谈到：“如今，激光在医学、电信和工业生产中已有成熟的应用。具有生命特性的激光器将使下一代传感应用、非传统计算、新型光源和显示器的坚固、自主和耐用材料和设备的开发成为可能。”

接下来，研究团队计划研究如何改善激光器的自主行为，使其更像生命。该技术的首次应用可能将用于智能显示器的下一代电子墨水。