中美学者制备出可灵活弯曲的“冰光纤”

  新华社杭州7月9日电(记者 朱涵)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学者在低温环境中制备出既能够灵活弯曲,又可以低损耗传输光的“冰光纤”。这项成果于9日发表在《科学》杂志。

  浙江大学光电科学与工程学院童利民教授介绍说,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,这种光操控能力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。”

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