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可以隐身的的材料,二氧化钒制造

2016-1-29 11:40| 发布者: 书书爱材料| 查看: 2475| 评论: 9|来自: 材料人网
摘要: 材料人网注:研究人员已经开发出一种能够精确设计二氧化钒相变温度的方法,未来可能用于光学、隐身、热调节的可调材料。这种方法就是使用离子束轰炸样品特定区域产生缺陷,利用缺陷实现对相变温度的控制。一个多机构 ...
材料人网注:研究人员已经开发出一种能够精确设计二氧化钒相变温度的方法,未来可能用于光学、隐身、热调节的可调材料。这种方法就是使用离子束轰炸样品特定区域产生缺陷,利用缺陷实现对相变温度的控制。

一个多机构团队的研究人员们已经开发出一种能够精确设计二氧化钒相变温度的方法,而二氧化钒可以应用于从家用电器到卫星等高科技装备中。他们的成果发表在最近的Nano Letters杂志上,可能会用于制造新型光学、隐身、热调节等可调材料。

该研究的资深作者,也是威斯康星大学麦迪逊分校电子与信息学院的教授Mikhail Kats指出:“从本质上说,任何光学部件若是拥有可调节的性能都将会更好。”而可变材料就可以根据需求改变其固有的光学性质,不依赖于机械部件聚焦镜头或望远镜目镜。

50多年前,科学家们就已经知道像二氧化钒一样的物质可以在不透明和透明之间的转换。然而,这种材料只有在一系列特定的条件下才能实现转换,这就限制了它的适用性。

Kats指出:“大多数相变材料在远离室温下发生改变,因此很难应用在设备上。”

研究人员们不仅将二氧化钒的固有转变点从155度降至70度以下,而且能够成功地将其相变温度调节至一些列特定的温度(从室温到三分熟汉堡的温度)。

合作者Shriram Ramanathan,普渡大学材料工程学院的教授指出“这一发现将会打开光子设备的新世界。”

此外,由于光学和物理性质都遵循相同的基本原理,因此二氧化钒的热导率和电导率也会因相变而转变。例如,这类材料可在应对环境变化的家用智能墙壁或窗户上使用。

Kats解释说“被设计成在高温下有效发光的器件可以用作被动温度监管器,而不需要外部电路或电源。” 

这一前所未有的多功能性的材料也可用作新型热隐身材料。

Kats 指出:“在任何温度下都辐射出等量热的这一结构设计,可以隐藏物体,躲过红外摄像机的捕捉。”

之前,研究人员们试图引入杂质来改变二氧化钒的转变温度,以统一改变材料的表面。

然而,Kats和他的同事们用高能离子轰击二氧化钒的特定区域。离子辐射使得材料中产生缺陷,通常会有想象不到的效果。然而, 来自德国席勒耶拿大学的固体物理学教授兼合作者Carsten Ronning指出研究人员的高明之处就在于利用了这些缺陷。

他指出:“我们所采用的方法的精妙之处在于利用这些‘意想不到’的缺陷。”

指定离子束轰击特定表面区域使研究人员可以对材料进行纳米尺度的加工。

Kats说道:“我们可以控制样品任何区域的转变温度,其精度可达20纳米左右,同时还可实现具有多相变材料的开发。”

这一技术能够设计和开发基于温度选择性改变的新型光学偏振器。


素材:丁菲菲  翻译:丁蕊  校对: 刘敏茜  审核:李乐乐

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