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英国科学家开发可用于多类传感器的新型光子材料
2020-07-20    来源:物联网世界  浏览次数:
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聚合物基光子晶体在温度、光、应变或其他刺激下会显著改变颜色。研究人员从蝴蝶翅膀和孔雀羽毛中获得灵感,开发了用于传感器开发的新型光子材料,可用于多种应用。


由英国萨里大学和苏塞克斯大学的研究人员领导的一个科学家小组开发出了一种柔性光子晶体,它可以根据材料结构而不是色素来改变颜色,这是一些鸟类和昆虫制造这种现象的原因。苏塞克斯大学数学与物理学院实验物理学教授在一份新闻声明中说:“虽然大自然用了数百万年的时间开发了这些材料,但我们正在用更短的时间慢慢赶上。”这些晶体为设计能够对光、温度或应变等刺激作出反应的众多传感器铺平了道路,使它们适合用于医疗保健、食品安全,甚至预测地震等方面。研究人员说,这些基于光子晶体的传感器将通过在自然光下由强烈的绿色转变为拉伸时的蓝色来工作。另外,当加热时,绿色会变成透明,显示出材料的另一个潜在指标。


众多应用


萨里大学工程和物理科学学院软物质物理学讲师说,光子晶体是基于聚合物的蛋白石,含有溶解剥离的原始石墨烯。她说这使它们“看起来很漂亮”,但更重要的是,使它们在传感应用方面具有潜力。


为了设计这种晶体,研究人员结合了许多科学学科和工艺过程。他们使用二维纳米材料的液体处理和光学建模来制造这些材料,其中包含用于制造常用产品的聚合物粒子,如墨水和油漆。为了制造出成品光子晶体并实现其功能,研究人员将石墨烯分散到与可见光波长相当的距离上。


这些材料的潜在应用包括用于智能包装的时间/温度指示器,如果易腐品经历了不合适的时间/温度历史,就可以提供视觉指示。另一个是生物识别和防伪应用,可以利用晶体的压力响应和形状来记忆某些特性。这些材料还可用于生物传感和监测以及医疗安全应用。目前科学家们正在与苏塞克斯的材料开发公司合作,使材料商业化及其在传感器技术中的得到应用。