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中澳科學家開發出溫控納米光學材料

【字體: 】 發布日期:2017-08-23 16:53:47  點擊次數:447

日前,南開大學物理學院教授張國權研究組與澳大利亞國立大學教授尤里·基夫沙爾研究組共同開發出一種新型溫控納米材料,在節能方面有巨大的應用潛力。這項研究從納米顆粒折射率和溫度的變化關系著手,當改變溫度時,納米顆粒的折射率發生變化,從而對納米材料的光學性質和功能進行調節和控制。研究論文發表在國際著名學術期刊《先進功能材料》上。

領銜研究者之一、南開大學與澳大利亞國立大學聯合培養的博士后徐雷介紹說,調溫原理類似于汽車后玻璃防起霧的加熱絲,通過一些微型加熱元件對這種納米材料局部區域加熱,另外也可通過激光照射等方式實現加熱過程。

徐雷說,這種新型納米材料非常薄,厚度只有普通頭發絲的幾百分之一,是由許多納米顆粒經過一定尺寸設計和排列組成的。這些納米顆粒的尺寸和光的波長在同一量級,可以和光產生共振,實現對光的傳播軌跡和特性的操控。

記者了解到,這種納米結構的巨大應用潛力體現在節能方面。比如,可以將其集成到目前的汽車窗戶上,通過控制入射到車內的太陽光能量實現對車內溫度的有效控制,防止夏季因暴曬在太陽光下而導致的車內溫度過高等問題;還可以將其集成到房屋窗戶上,根據季節變化來控制進入室內的太陽光能量。

另外,這種材料通過反射指定波長的光,可以實現對從紫外線到紅外線的輻射防護。這種納米材料輕小便捷,還很容易與各種儀器或設備結合,可有效屏蔽目前很多機械工業和各種超凈工作臺等場所中的紅外與紫外危害。

通過設計納米顆粒的尺寸和排列,這種納米材料也可以用來實現對各種噪聲的屏蔽,從而提高各類科學實驗的質量。

談到該材料的實際應用,徐雷表示,這種溫控納米光學材料有望進一步促進室內植物栽培技術,通過不同季節來控制太陽光不同波段入射量,不僅能合理利用太陽光實現節能,還可有效提升植物栽培的效率與質量。

據了解,納米光學主要通過電磁場和納米顆粒之間的相互作用實現對光的操控,在高效信息處理與存儲、光學計算、超分辨成像、生物傳感及治療等方面都有很重要的應用前景。近年來,納米光學作為一個新興研究領域已引發全世界范圍內廣泛的研究熱潮,并發展成最有前景的研究領域之一。


來源:轉載自網絡   編輯:系統管理員
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