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美国研发新型光学超材料,可用于制造隐形装备

2018-02-23 09:38:58
作者:本网整理
来源:今日头条

近日,美国西北大学的Koray Aydin教授带领团队研发了一种光学超材料,可弯曲光线改变自身颜色,未来有望运用于制造隐形装置和生物传感器。该项研究已被发表在《科学》杂志上。

    近日,美国西北大学的Koray Aydin教授带领团队研发了一种光学超材料,可弯曲光线改变自身颜色,未来有望运用于制造隐形装置和生物传感器。该项研究已被发表在《科学》杂志上。


    记不记得《复仇者联盟》里面神盾局的超级飞船,上天之后还可开启隐身模式。得益于超材料这种新型材料,隐身装置在未来完全能够得到大规模部署。


1

 

    简单来讲,超材料就是那些具备超常物理特性的人工复合材料,包括一些超导磁材料、光子晶体等。此次研究人员制造的材料则是具备超常的光学特性,能够有选择性的吸收、反射单色光,而且几乎够显示可见光谱内的任何颜色。


    这打破了迄今为止所有光学超材料的可调节范围。当然要制作过程也是非常艰难,其中还利用到了DNA单链。是的,除了我们前几天介绍的DNA分子机器人,近年来随着微观尺度的不断缩小,DNA的用途也越来越广泛。


2

 

    研究人员先使用光刻方法在聚合物上钻一个小孔,小孔的直径只有1纳米,目的则是作为DNA单链的着落点。然后,再用一个金纳米颗粒制作成与DNA单链互补的另一条金属链,目的则是为了控制这条DNA。


    这样一来,金纳米粒子和DNA单链就组成了一个“超晶格”,其特性就是随外界刺激改变自身长度,而改变长度的结果就是反射不同的单色光。


3

 

    另外,这种新的材料基于3D打印技术,只不过需要纳米级别的工艺。而此前制造光学超材料主要使用斜角沉积法:先用电子轰击银块使之汽化,然后让银蒸汽沉浸在硅基板上,再调整角度生成纳米柱。相比之下3D打印就要方便且便宜得多了。


    这项研究的负责人Koray Aydin教授,曾于2002年获得西北大学材料科学博士学位,此后进入西北大学主要从事纳米材料、活性粒子、生物材料方面的研究。Aydin教授同时也是该校医学院的教授,他主要将其研究的新型材料应用在生物医学方面。


    目前这项研究已经获得了美国能源中心、美国空军科学研究办公室的支持。研究人员下一步的计划则是进一步制造能够精确控制的光学超材料,而Aydin教授本人似乎更加希望这种材料应用在医疗传感器方面。

 

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责任编辑:王元

 


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标签: 光学材料, 超材料, 隐形

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