Биофотоником до безбедности

Када користимо платне картице, новац или ма који вид идентификације, немамо много времена да размишљамо о томе која су све научна истраживања била потребна да не бисмо постали жртве сајбер криминала.

Једна од научних области која се тиме бави је биофотоника. Ако до сада нисте чули за њу, довољно је да изађете у природу.

Погледајте прелепе лептире разних боја, које се пресијавају у валерима, или друге инсекте у зеленим и плавим нијансама, пшеницу или боје очију човека – и видећете биофотонику.

Свака боја коју можете да видите у природи у извесној мери је део биофотонике. То је област која проучава оптичке појаве у природи.

„Нама је најзанимљивије оно што је последица саме структуре. Ако погледате под микроскопом лепе инсекте, ви ћете видети да боје које примећујете имају везе са нанометарским структурама које се налазе на њиховим крилима или неким другим деловима тела.

То је, заправо, предмет изучавања биофотонике. Али не само то, већ и покушај да оно што сте видели, уочили у природи – на неки начин имитирате“, каже др Дејан Пантелић, физичар и руководилац Лабораторије за холографију, оптичке материјале и фотоничке кристале Института за физику у Београду.

Функционисање 

Како др Пантелић сматра, природа је током еволуције имала милионе и милијарде година на располагању и за то време је испробала све оптичке и физичке механизме и искористила их на оптималан начин.

Њихова лабораторија ради управо то. Прво сагледају шта могу да нађу у природи, затим открију који су то занимљиви оптички ефекти везани за обојење, спектар за такозвану поларизацију.

Током анализе откривају како да на вештачки начин, користећи разне технике и технологије као што су литографија и холографија, пронађу корисну примену.

„Потенцијалне користи има веома много – од селективних филтера попут оних који се појављују на камери, до неких примена које су повезане са безбедношћу докумената.

Наиме, ако погледате све те инсекте, видећете да на својим крилима имају минијатурне структуре, али свака од тих структура је веома јединствена. Отприлике, онолико колико је јединствен ваш отисак прста, толико је јединствена и та структура.

Битна разлика је у томе што су те структуре на вашем прсту величине десетог дела милиметра, а структуре које се налазе на крилима лептира су реда величине десетохиљадитог дела милиметра. Управо то је оно што их чини јако погодним за безбедносне примене“, објашњава др Пантелић.

Управо томе и служе истраживања у биофотоници.

У Лабораторији за холографију, оптичке материјале и фотоничке кристале Института за физику, чланови научног тима покушавају да  јединствену, фину и комплексну структуру коју уоче у природи, искористе као један безбедносни елемент, који је мање-више немогуће ископирати савременим технологијама.

Биоструктуре као сензори 

Такође, једна од занимљивих грана јесте примена тих биоструктура као сензора.

„Занимљив ефекат који смо ми приметили јесте да се крило једног лептира понаша отприлике као једна камера. Постоји читав низ минијатурних пиксела, од којих је сваки у стању да детектује светлост.

И ми смо схватили да је крило једног лептира веома згодан фотодетектор, отприлике као чип који се налази у камери коју камерман користи, али са додатом погодношћу да је у стању да детектује електромагнетно зрачење у веома широком спектру. Чак и у такозваном терахерцном делу спектра. То је врло специфичан део спектра који је веома тешко направити у тој области, а још га је теже детектовати“, појашњава др Пантелић.

Читава линија истраживања која је проистекла из ове лабораторије јесте нешто што је у извесном смислу нашло своју примену и практичну потврду кроз патенте.

Од три пријављена међународна патента, један је ушао у заштиту на практично шест највећих тржишта у Јапану, Kини, Јужној Kореји, Европи, Kанади и у Америци.

„На основу свега што смо сазнали, можемо рећи да је биофотоника широка колико је широк живи свет, колико су широке физика и биологија. И то је управо разлог нашег интересовања и нашег покушаја да будемо фасцинирани тиме. Да на неки начин заволимо природу и искористимо оно што је током еволуције направила", закључује др Пантелић.