Miguel Bessa en Richard Norte ontvangen Interstellar Initiatives Grant

Miguel Bessa, onderzoeker bij de afdeling Materials Science and Engineering en Richard Norte, onderzoeker bij de afdeling Precision and Microsystems Engineering ontvingen deze maand de Interstellar Initiatives Grant van het Limitless Space Institute. Zij ontvingen de Award voor hun onderzoek ‘Origami Photonic Crystal Sails with Machine Learning’, dat zich richt  op de vraag hoe machine learning kan worden ingezet om nanotechnologie te optimaliseren op een manier die met conventionele, intuïtieve technieken moeilijk haalbaar is. Het Limitless Space Institute kent de onderzoekers deze subsidie toe om de origami-spiegeltechnologie van de grond te krijgen voor toepassingen in de ruimte-optica, communicatie en ultrasnelle voortstuwing van ruimtesondes met stralingsdruk.

De samenwerking combineert Richard Norte’s nanofotonische kennis met Miguel Bessa’s expertise op het gebied van machine learning design voor origamistructuren. Dit nieuwe onderzoekstraject ontstond bijna een jaar geleden, toen Miguel en Richard een cohesiesubsidie ontvingen om te gaan samenwerken.

Richard Norte: “Our idea focused on bringing together my nanomechanical design and fabrication with Miguel's machine learning algorithms, which we launched via the cohesion grant last year.  Using these methods we are now producing some of the most sensitive MEMS technologies to date." 

Origami Photonic Crystal Sails with Machine Learning

Richard Norte en Miguel Bessa bouwen momenteel de lichtste spiegels ter wereld. Met een dikte van slechts 50 nm – een duizendste van de doorsnee van een mensenhaar – en het vermogen om 99,9% van het invallende licht te reflecteren behoren ze tot de dunste en meest buigzame spiegels ooit gemaakt. De spiegels worden gemaakt van glasfolies met nanometerdikte, die normaal maar ongeveer 30% reflectief zijn. De spiegel is zo dun en licht van gewicht dat hij door de weerkaatsing van het licht kan worden bewogen, als het zeil van een zeilboot. Dit noemen we stralingsdruk. In het dagelijks leven is fysieke lichtdruk (bijvoorbeeld van zonlicht) moeilijk te voelen, maar deze nanospiegels zijn lichtgewicht genoeg om te worden bewogen door het licht dat erop weerkaatst.

Dit type spiegels en de mogelijkheid om hun beweging met licht te manipuleren hebben een aantal unieke toepassingen opgeleverd in sensoren en computers en zelfs als ultradunne zeilen voor interstellaire reizen.

Een van de belangrijkste beperkingen is dat we deze spiegels met licht alleen kunnen duwen. Maar wat als we er een meer exotische manipulatie op willen toepassen, bijvoorbeeld een torsie of rotatie? De mogelijkheid om deze spiegels te laten roteren kan cruciaal worden voor ruimtemissies en optische sensoren. Daarvoor gaan we nieuwe origami-ontwerpen op nanoschaal gebruiken, die met licht kunnen worden voortgeduwd en aangetrokken.

Lees meer over het Limitless Space Institute: ‘Limitless Space Institute announces inaugural Interstellar Initiative Grants awards’.