中美学者制备出可灵活弯曲的“冰光纤”

仙仙

透明易碎的冰块能否变得像橡皮糖一样富有弹性？浙江大学、美国加州大学伯克利分校的学者在低温环境中制备出了既能够灵活弯曲又可以低损耗传输光的“冰光纤”。这项成果于7月9日发表在《科学》杂志。




浙江大学光电科学与工程学院的童利民教授介绍说，为了将易碎的冰改造成可以弯曲的“冰光纤”，研究团队在零下50摄氏度的低温环境中，制备了直径从800纳米到10微米的高质量冰单晶微纳光纤。


这些纤维状冰晶结构纯净、均匀，具有独特的力学性能。研究团队发现，在零下150摄氏度的环境中，“冰光纤”获得了10.9%的弹性应变，这一数据接近冰的理论弹性极限。“这意味着冰光纤能够承受10.9%的结构变形，能够灵活弯曲，在弯曲之后也能够迅速恢复原状。”童利民说。




此外，研究团队在可见光波段实现了“冰光纤”的宽带光传输，“冰光纤”的传输损耗与高质量平面波导相当，这意味着“冰光纤”将能够用于低温光学导波与传感。


童利民介绍，常规的玻璃光纤主要成分为氧化硅，即沙子，这是地壳中含量最丰富的材料之一，而在地球及很多地外星球表面，冰或液态水是更普遍的物质。“用冰或水这样更为普遍的材料来制备微纳尺度的光纤，能够推动适用于特殊环境的微纳尺度冰基技术，例如作为研究平台分析病毒光谱等。”（记者朱涵）