Student World

U mořských hvězdic objevili vědci z Bellových laboratoří společnosti Lucent Technologies křídovité kalcitové krystaly, jež se vyznačují pozoruhodnou dvojí funkcí. Slouží nejen jako krunýř ale i jako optické receptory vševidoucího složeného oka. Výzkum tohoto originálního biomateriálu může podle vědců vést k dokonalejší konstrukci optických prvků telekomunikačních sítí.

Překvapivý objev, který dokazuje, že mořské hvězdice používají kalcitové krystaly nejenom jako stavební prvek své schránky, ale také jako optické čidlo, je výsledkem práce multidisciplinárního mezinárodního týmu vědců, složeného z pracovníků Bellových laboratoří, izraelského Weizmannova vědeckého institutu a losangeleského Státního přírodopisného muzea.

Viceprezident pro fyzikální výzkum Bellových laboratoří, Federico Capasso řekl: ”Je to fantastický příklad, jak nás může příroda poučit. Tyto drobné kalcitové krystaly jsou téměř perfektní miniaturní čočky, mnohem dokonalejší, než jsme v současnosti schopni vyrobit.”

Mořské hvězdice patří k bezobratlým a většinou mají pět dlouhých chapadel, jež vycházejí z malého těla kotoučovitého tvaru. Patří do kmene ostnokožců, kam se řadí ještě další druhy mořských hvězdic, ježovky a další příbuzné druhy mořských organizmů.

Při výzkumu stavby krunýře chapadel hvězdic Ophiocoma wendtii byly nalezeny pravidelné shluky mikrostruktur kulovitého tvaru připomínající čočky. Následný výzkum prokázal, že se opravdu jedná o propracované optické prvky, jež mají optimální tvar umožňující soustředit světelné paprsky. Další mořské hvězdice, jež jsou sice blízce příbuzné uvedenému druhu, ale na světlo nereagují, tyto mikrostruktury postrádají.

Ohnisko uvedených čoček leží cca 5 mikronů pod jejich povrchem. Vědci se domnívají, že svazky nervů, jež probíhají krunýřem pod čočkami, slouží k přenosu světelných signálů. Tisíce kalcitových krystalů společně tvoří v podstatě primitivní složené oko, které tvoří převážnou většinu povrchu organismu. Vědci se domnívají, že slouží ke sledování nepřátel a k zajištění úniku před nimi.

Miniaturní kalcitové čočky výborně kompenzují dvojlomnost světla a kulovou vadu (fyzikální jevy běžné u čoček deformujících světlo). Vědci doufají, že úspěšně napodobí přírodu a zkonstruují čočky obdobné těm, jež existují u mořských hvězdic. Čočky, kopírující biologickou předlohu by mohly být užitečnou součástí optických sítí a konstrukce čipů, kde by měly zdokonalit optickou litografii.

Ředitel nanotechnologií Bellových laboratoří John Rogers říká: ” Při napodobování přírody vycházíme z jejích zkušeností. V daném případě relativně jednoduchý organismus řeší složitý problém v oblasti optiky a konstrukce materiálů.”

Nezávislý odborník z britské univerzity v Exeteru Roy Chambles v komentáři k uvedenému článku napsal: ”Příroda opět předznamenala vývoj techniky.”

Vědecká pracovnice Bellových laboratoří Joanna Aizenberg, vedoucí mezinárodního vědeckého týmu složeného z fyziků, chemiků, biologů a z výzkumníků zabývajících se materiály, říká: ”Schopnost přírody dovést materiály k dokonalosti mě vždy fascinovala. Čím více studuji živé organismy, tím více si uvědomuji, kolik se toho od nich můžeme naučit.”

Ve výzkumu se angažuje i Alexej Tkachenko z Bellových laboratoří, Steve Weiner a Lia Addadi z Weizmannova vědeckého institutu a Gordon Hendler z losangeleského Státního přírodovědného muzea.

Výzkumná práce Bellových laboratoří nadále posouvá hranice techniky. Jenom v optice získaly Bellovy laboratoře přes 2 500 patentů a společnosti Lucent pomohly rychle uvést na trh nové optické technologie, jako je hustý vlnový multiplex (DWDM). DWDM poskytovatelům služeb umožňuje přenášet jedním kanálem více informací, protože k tomu používají světlo ve více barvách spektra. Společnost Lucent Technologies po celém světě instalovala cca 7 000 optických systémů a má tak největší klientelu v oblasti zařízení DWDM. V roce 1995 přišla s tímto typem zařízení jako první na světě a od té doby dodala více systémů DWDM než kterýkoli další dodavatel. Byla také první společností, jež přišla na trh s celooptickým přepínačem WaveStarTM LambdaRouter. I v tomto případě se jednalo o průlom v technice z dílny Bellových laboratoří.

Společnost Dell’Oro Group z kalifornského Redwood City je přední organizací, která se zabývá průzkumem trhu. Podle jejího názoru společnost Lucent Technologies opět získala vedoucí postavení v oblasti optických zařízení. Ve druhém čtvrtletí roku 2001 získala společnost Lucent Technologies podíl na trhu optických zařízení ve výši 21,1 %. Celková hodnota tohoto trhu činí 4 miliardy USD.

Bellovy laboratoře čítají 27 000 zaměstnanců ve 27 zemích. Jedná se tak o největší organizaci v oblasti telekomunikací a o předního tvůrce technologií v této oblasti. Od roku 1925 vzešlo z Bellových laboratoří přes 28 000 patentů. Jejich úloha při vynálezu či zdokonalení nedůležitějších technologií v oblasti telekomunikací je zcela zásadní. K uvedeným vynálezům patří tranzistory, digitální sítě a digitální zpracování signálů, komunikační systémy založené na laserech a optických vláknech, mobilní telefony, elektronické ústředny, tónová volba a modemy. Vědci Bellových laboratoří získali šest Nobelových cen za fyziku, devět medailí USA za vědu ”Medal of Science” a šest medailí za techniku ”Medal of Technology”. Bližší informace o Bellových laboratoří jsou k dispozici na internetové adrese http://www.bell-labs.com/.

Společnost Lucent Technologies se sídlem v Murray Hill, N.J., USA navrhuje a dodává systémy, software, křemíkové součástky a služby pro komunikační sítě příští generace pro poskytovatele služeb a podniky. Díky svému výzkumnému a vývojovému zázemí Bell Labs se může společnost zaměřit na růstové oblasti, jako je širokopásmová nebo internetová infrastruktura, komunikační software, komunikační polovodiče a optoelektronika, síťová řešení pro podniky, která propojují soukromé a veřejné sítě, a služby odborného navrhování sítí a poradenství. Další informace o společnosti Lucent Technologies naleznete na její webové stránce http://www.lucent.com příp. http://www.lucent.cz

autor Pavel Houser