Diriger un faisceau laser vers un avion n'est pas une farce inoffensive :le flash soudain de lumière vive peut paralyser le pilote, risquer la vie des passagers et de l'équipage. Mais parce que les attaques peuvent se produire avec des lasers de différentes couleurs, comme le rouge, vert ou même bleu, les scientifiques ont eu du mal à développer une méthode unique pour empêcher toutes les longueurs d'onde de la lumière laser. Aujourd'hui, les chercheurs signalent des cristaux liquides qui pourraient un jour être incorporés dans les pare-brise des avions pour bloquer toute couleur de lumière vive, lumière focalisée.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion et exposition nationale du printemps 2019 de l'American Chemical Society (ACS).

Selon l'Administration fédérale de l'aviation, 6, 754 frappes laser sur des avions ont été signalées en 2017. "Nous avons été approchés par des collaborateurs du département d'aviation de notre université au sujet du problème croissant qui se pose dans les aéroports du monde entier, où les gens tiraient des lasers sur des avions pendant le décollage et l'atterrissage, les phases critiques du vol, " dit Jason Keleher, Doctorat., le chercheur principal du projet. De telles attaques, qui provoquent des éclairs lumineux dans l'habitacle, peut distraire les pilotes ou infliger des dommages visuels temporaires ou permanents, en fonction de la longueur d'onde et de l'intensité du laser.

"Nous voulions proposer une solution qui ne nous oblige pas à repenser complètement le pare-brise d'un avion, mais ajoute à la place une couche au verre qui exploite le système d'alimentation existant pour le dégivrage du pare-brise, " dit Daniel Maurer, un étudiant de premier cycle. Keleher et Maurer sont à l'Université Lewis.

Plutôt que d'être intégré au pare-brise, les approches précédentes incluaient des pare-brise rabattables ou des lunettes que les pilotes enfilent pendant le décollage et l'atterrissage. Cependant, ceux-ci peuvent être gênants car ils nécessitent que l'équipage de conduite prenne ces précautions, qu'ils soient ou non ciblés. Un problème encore plus important est que ces stratégies ne fonctionnent que pour des longueurs d'onde spécifiques de la lumière laser. "Ils ne bloquent pas tout, ", dit Maurer. "Ils sont généralement ciblés vers les lasers verts parce que ceux-ci sont utilisés pour la majorité des attaques."

Pour développer leur nouvelle approche, les chercheurs ont tiré parti des cristaux liquides, des matériaux dont les propriétés se situent entre celles des cristaux liquides et solides qui les rendent utiles dans les affichages électroniques. L'équipe a placé une solution de cristaux liquides appelée N -(4-méthoxybenzylidène)-4-butylaniline (MBBA) entre deux vitres de 1 pouce carré. MBBA a une phase liquide transparente et une phase cristalline opaque qui diffuse la lumière. En appliquant une tension à l'appareil, les chercheurs ont amené les cristaux à s'aligner avec le champ électrique et à subir un changement de phase vers l'état cristallin plus solide.

Les cristaux alignés ont bloqué jusqu'à 95 pour cent de rouge, poutres bleues et vertes, grâce à une combinaison de diffusion de la lumière, absorption de l'énergie du laser et polarisation croisée. Les cristaux liquides pourraient bloquer les lasers de différentes puissances, simuler différentes distances d'éclairement, ainsi que la lumière brillait sous différents angles sur le verre.

En outre, le système était entièrement automatique :une photorésistance détectait la lumière laser, puis déclenchait le système d'alimentation pour appliquer la tension. Lorsque la poutre a été retirée, le système a coupé l'alimentation, et les cristaux liquides sont revenus à leur transparence, état liquide. "Nous voulons seulement bloquer l'endroit où le laser frappe le pare-brise, puis le faire revenir rapidement à la normale après la disparition du laser, " note Keleher. Le reste du pare-brise, qui n'a pas été touché par le laser, resterait transparent à tout moment.

Maintenant que les chercheurs ont montré que leur approche fonctionne, ils prévoient de le faire passer de carrés de 1 pouce à la taille d'un pare-brise d'avion entier. Les premiers résultats ont montré qu'un motif de grille de capteur sur des carrés de verre de 2 pouces ne répondrait qu'à la section de verre qui est illuminée. L'équipe teste également différents types de cristaux liquides pour en trouver encore plus efficaces et polyvalents qui reviennent plus rapidement à l'état transparent une fois le laser retiré.