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神奇!浙大学者把冰变柔软,还制成了光纤

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发表于 2021-7-10 09:01:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
神奇!浙大学者把冰变柔软,还制成了光纤
浙江日报
发布时间: 07-09 10:23浙江日报官方账号





浙江新闻客户端记者 曾福泉




炎炎暑热中,浙江大学光电学院童利民教授团队及其合作者完成了一项“凉”意十足的研究——他们把冰变得纤细柔软,并制成了光纤。相关论文已在最新一期《科学》发表。
零下150摄氏度的低温环境中,一根比头发丝还要纤细的冰单晶微纳光纤展现出神奇的性质:不再像普通的冰块那样坚硬易碎,而是具有弹性、可以灵活弯曲,这就让它有了光纤般传输和操控光的能力。
目前常规的玻璃光纤是由氧化硅即石英砂制成的,被“光纤之父”高锟先生称为“古沙传捷音”。童利民说,冰微纳光纤的出现表明,比古沙更普遍的冰也能“传捷音”。
童利民团队。
“让冰能够弯曲,关键在于完美地实现冰单晶的结构。”童利民介绍,研究团队改进了已有的电场诱导冰晶制备方法,自行搭建生长装置,成功生长了直径从800纳米到10微米的高质量冰单晶微纳光纤。借助冷冻电镜,能清晰地观察到这些冰单晶具有很好的直径均匀性和表面光滑度,由此展现出全新的物理性质。
低温环境中,研究人员测得冰微纳光纤的弹性应变值为10.9%,远高于通常情况下冰0.3%的弹性应变值。这个数值越高,表明材料越有弹性、越容易自由弯曲。童利民认为,冰微纳光纤的弹性应变值已经接近冰的理论弹性极限。这是对冰物理认识的重大进步,将启发人们用冰作为材料制备更多微纳尺度的复杂功能结构。
专家表示,冰微纳光纤有着独特的应用前景,有望在许多于低温环境中开展的科学研究一展身手。如冰微纳光纤具有实现超低损耗光传输的潜能,在低温波导、量子光学等研究领域可望有用武之地。相比玻璃光纤,冰微纳光纤对生物友好,特别适合用来制备生物传感器。地外天体往往温度极低,在未来的宇宙探测中,也蕴藏着冰微纳光纤的全新应用可能。






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