制造位:3月22日

可调窗口;世界上最小的镜头;太赫兹镜头。

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可调窗口
哈佛大学放了一个可调窗口的新变化。研究人员设计了一种新的制造技术,可以改变窗户的不透明度。只要按一下开关,窗户就会变得多云、晴朗或介于两者之间。

可调窗口并不新鲜,它依赖于电化学反应。通常情况下,玻璃是用真空沉积技术涂覆材料的。这种技术一次沉积一个分子,这是一个昂贵的过程。

相比之下,哈佛大学的可调窗户技术利用了喷涂或剥落过程。窗户本身由玻璃或塑料制成。它被夹在透明和柔软的弹性体之间。它们被喷上了一层银纳米线。

然后,施加一个电压。玻璃两侧的纳米线都是通电的。弹性体变形,从而导致光散射。这反过来又使玻璃在不到一秒钟的时间内变得不透明。

一种新技术可以改变窗口的不透明度(图片来源:David Clarke/Harvard SEAS)

一种新的基于喷涂的技术可以改变窗口的不透明度(图片来源:David Clarke/Harvard SEAS)

“因为这是一种物理现象,而不是基于化学反应,这是实现商业可调窗口的一种更简单、可能更便宜的方法,”哈佛大学材料学教授戴维·克拉克(David Clarke)在该大学的网站上说。

世界最小的镜头
澳大利亚国立大学已经发展出世界上最薄的镜头-微小的6.3nm结构。

这种基于二硫化钼(MoS2)材料的微型透镜可以实现一种新型的柔性显示器和微型相机。研究人员称,这款镜片打破了此前50nm厚的黄金纳米棒阵列的纪录。

微小的透镜在计算机屏幕上成像(来源:澳大利亚国立大学)

微小的透镜被成像在电脑屏幕上(来源:阿奴)

为了完成这项壮举,澳大利亚国立大学使用了一种名为MoS2的2D材料。MoS2是一种过渡金属二卤族化物(TMD)材料。2D材料在研发实验室中越来越受欢迎。二维材料包括石墨烯、氮化硼(BN)和tmd。另一种TMD,二硒化钼(MoSe2),是未来场效应晶体管(fet)中极具吸引力的材料。

事实证明,MoS2具有良好的光学特性和巨大的光程长度。这种材料的折射率为5.5。相比之下,钻石的折射率为2.4。水是1.3。在光学中,材料的折射率是一个数字。这个数字描述了光在介质中的传播方式。

二硫化钼为光学提供了一些新的可能性。澳大利亚国立大学工程研究学院的陆悦瑞在大学网站上说:“在原子尺度上操纵光流的能力为光学元件的空前小型化和先进光学功能的集成开辟了一条令人兴奋的道路。”

太赫兹的镜头
布朗大学已经研制出一种新型镜片用于太赫兹辐射应用

太赫兹辐射由电磁波组成。工作频率在0.3到3太赫兹之间,太赫兹辐射可以穿透衣服、纸张、木材、塑料和其他材料。总而言之,这项技术是医疗成像、安全、通信和其他应用的理想选择。

布朗大学研制的这种太赫兹透镜,其性能与现有的太赫兹透镜一样好,甚至更好,它是由一系列基于人工介质的堆叠金属板制成的。透镜由32块金属板制成。每块板厚100微米,每块板间间隔1mm。

在工作中,太赫兹光束进入设备的输入端。光束穿过两块板之间的空间。该装置的凹形输出侧使光束发生不同程度的弯曲。

在实验室里,研究人员能够将直径为2厘米的太赫兹光束聚焦到4毫米的点上。辐射透射率约为80%。相比之下,聚四氟乙烯基透镜具有类似的传输,而硅基透镜的传输损失约为50%。

基于介质的透镜比聚四氟乙烯材料有优势。使用布朗的透镜,可以改变底片之间的间距。因此,该设备可以针对特定波长进行校准。研究人员表示,现有的隐形眼镜无法做到这一点。布朗大学工程学教授丹·米特尔曼(Dan Mittleman)在大学网站上说:“这项工作的精神是开发一种制造太赫兹组件的新技术,这种技术可能是现有产品或新产品的替代品。”“这对太赫兹场很重要,因为目前还没有很多现成的组件。”



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