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深度解讀

人造固體霧材料產生令人愉悅的激光

來源:科技報告與(yu) 資訊2020-03-23 我要評論(0 )   

它的孔隙率為(wei) 99.99%,幾乎隻包含空氣,使其成為(wei) 世界上最輕的材料之一:Aerobornitride是由基爾大學領導的國際研究小組開發的材料名稱。科學家們(men) 認為(wei) ,他們(men) 由此奠定了將...

它的孔隙率為(wei) 99.99%,幾乎隻包含空氣,使其成為(wei) 世界上最輕的材料之一:Aerobornitride是由基爾大學領導的國際研究小組開發的材料名稱。科學家們(men) 認為(wei) ,他們(men) 由此奠定了將激光帶入廣泛應用範圍基礎。他們(men) 以硼氮化合物為(wei) 基礎,開發了一種特殊的三維納米結構,該結構可以非常強地散射光,並且幾乎不吸收光。受到激光照射,該材料會(hui) 發出均勻的光,根據激光的類型,該光要比LED光更有效和強大。因此,將來用於(yu) 汽車前燈,投影儀(yi) 或帶有激光的室內(nei) 照明的燈可能會(hui) 變得越來越小並且越來越亮。研究成果近日發表於(yu) 《Nature Communications》。


長期以來,激光一直被認為(wei) 是可以超過LED(發光二極管)效率的“下一代”光源。基爾大學“功能納米材料”工作組的材料科學家,也是該研究的第一作者Fabian Schütt博士強調說:“對於(yu) 非常明亮或大量的光,需要大量的LED以及相應的安裝空間。但是,使用一個(ge) 千分之一大小的激光二極管也可以獲得相同數量的光。”該研究的參與(yu) 者來自德國,英國,意大利,丹麥和韓國等多個(ge) 國家。


強大的小型光源可實現多種應用。諸如汽車前燈中的第一個(ge) 測試應用已經可用,但是激光燈尚未被廣泛接受。一方麵,這是由於(yu) 激光二極管強烈的定向光。另一方麵,光僅(jin) 包含一個(ge) 波長,因此是單色的。當激光束撞擊表麵並在那裏反射時,這會(hui) 導致不愉快的閃爍。



工作組負責人Rainer Adelung教授說:“激光的先前發展通常與(yu) 磷光體(ti) 一起作用。但是,它們(men) 產(chan) 生的光相對較冷,長期不穩定,效率也不高。” 基爾(Kiel)的研究小組采用了不同的方法:他們(men) 開發了六方氮化硼(也稱為(wei) “白色石墨烯”)的高度散射納米結構,該結構幾乎不吸收任何光。該結構由無數細中空微管的花絲(si) 網絡組成。當激光束撞擊這些光束時,它會(hui) 在網絡結構內(nei) 部極度散射,從(cong) 而產(chan) 生均勻的光源。Schütt解釋說:“我們(men) 的材料或多或少像人造霧一樣,產(chan) 生均勻、令人愉悅的光輸出。”


納米結構不僅(jin) 保證了材料能承受強烈的激光,而且還能散射不同的波長。 紅色、綠色和藍色激光可以混合,以創造特定的顏色效果,除了正常的白色-例如,用於(yu) 房間照明。 在這裏,極輕的激光二極管可以導致全新的設計理念在未來。 “然而,為(wei) 了在未來與(yu) LED競爭(zheng) ,激光二極管的效率也必須提高,”Schutt說。 研究團隊現在正在尋找工業(ye) 合作夥(huo) 伴,以期實現商業(ye) 應用。



同時,來自基爾(Kiel)的研究人員可以使用他們(men) 的方法為(wei) 不同的材料開發高度多孔的納米結構,此外氮化硼還包括石墨烯或石墨。以這種方式,產(chan) 生了越來越多的新型輕質材料,即所謂的“航空材料”,其允許特別創新的應用。例如,科學家目前正在與(yu) 公司和其他大學合作進行研究,以開發用於(yu) 飛機的自動清潔空氣過濾器。

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