新一代柔韧透明光纤

上一篇 / 下一篇  2011-08-24 12:28:48

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建造一面能够在背后监视你的墙壁;或是编织一套能够展现士兵所处战场369度全景的作战服。这两种情节的实现可能都要感谢由美国剑桥市麻省理工学院(MIT)的研究人员研制的新一代柔韧、透明光纤。这种所谓的多材料光纤能够在无须照相机镜头的前提下,将射入的光波转化为图像。并且与光纤电缆不同的是,它们能够传递在整个长度范围内被捕捉到的图像。

当前的照相机依靠镜头来捕捉可供识别的图像。无论胶卷还是电子耦合组件——一般是指数字照相机,一部镜头中弯曲的玻璃或塑料将物体反射的光波汇聚到一个表面上,从而形成所要展示的图像。这一原理已经很好地工作了几十年的光景,然而它却总有一个阿喀琉斯之踝:如果镜头受损,你将损失或减少拍摄的能力。

而由MIT的研究小组研制的多材料光纤则能够解决这个问题,同时还为使用者提供了额外的便利。这种光纤包含有一组同一个半导体连接的金属电极,同时这种金属电极用聚合体的绝缘套包裹着。光纤中的半导体层能够发现光信号,并通过电极将这些信号传递到一部微处理器,后者能够整合来自一组光纤的信号,从而确定光波的强度、方向和颜色。可视化的软件随后采集到这些数据,并生成一个源像,进而最终在一个监视器上展现这个图像。而整个过程的完成不需要一个镜头。

在这项试验中,MIT的研究人员通过将一个纤维幅放到一张肖像的前面,他们能够在一个电视屏幕上形成一张笑脸的图像。研究人员同时证明,多材料光纤如何能够被编入一种光学织物——即一种可变形的照相机,从而作为一种秘密壁纸使用,或是被合并入士兵的制服,以便能够全方位扫描战场,并将图像传输给士兵头盔中的录像监视器。研究人员在上周的《纳米快报》网络版上报告了这一研究成果。

参与此项研究的材料科学家Yoel Fink表示,通过使纤维的整个表面区域采集图像,这项技术排除了镜头的缺点。因此即使一部分被损坏或退化,剩余的光纤依然能够工作。

美国奥斯汀市得克萨斯大学的材料科学家Rod Ruoff指出,这是一个很有趣的概念,“将启发其他科学家寻找使纳米尺度成分一体化的途径”。Ruoff说:“例如,我自己便好奇这样的元件是否能够令人信服地被植入玻璃纤维,或者是聚合纤维。”


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