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麻省理工学院推出电力塑料光纤

2010-07-20 09:43
瑾年Invader
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  美国麻省理工学院(MIT)宣布其已经制造出了可作为麦克风和扬声器使用的塑料光纤。该论文已发表在了2010年7月11日的学术杂志《Nature Materials》上。采用该光纤可以制造出具备水流传感器、血管中的血流传感器、大面积的声波图像传感器、高灵敏度麦克风以及扬声器功能的衣服等。

  开发此次产品的是担任麻省理工学院材料科学副教授等职务的Yoel Fink领导的研究小组。该小组正致力于开发配备光通信以外功能的光纤。换而言之,就是力争在原来只是传输光纤的无源器件——在光纤中嵌入可以实现有源功能的构造。

  此次制造的光纤恰好像金太郎糖那样,无论从哪里切下,都会出现与由压电元件构成的麦克风和扬声器相同的构造。具体情况是氟原子和氢原子结合,由此形成具备压电功能的树脂,以及由取代电极的导电性树脂夹住的截面构造。导电性树脂是在树脂中掺入石墨(黑铅)粉末后制成的。

  制造方法与普通光纤相同。也就是说,首先制成与光纤具有相同构造的较大的“母材”,然后施加热和压力并纵向拉长(拉丝)。

  技术要点之一是在拉丝时,保证前面提到的构造不会变形。例如,普通的麦克风和扬声器都在电极中使用金属。但是,如果将金属用于电极中,拉丝时会被热量熔化而流动。为了避免出现这个问题,此次采用了含有石墨的树脂作为电极。

  其他要点则是如何使光纤构造变得均匀。这是因为当为了将光纤用作麦克风和扬声器而加载电压时,“可形成电场强度是空气放电20倍的电场”(麻省理工学院)。据介绍,如果构造不均匀的话,电场强度就会出现较大的不均,成为光纤损坏的原因。

  论文中表示,向该光纤中实际加载交流电压后,已经确认到了会产生声音和振动。麻省理工学院表示,“可以(利用麦克风功能)用于基于伸缩动作进行的发电”。

  另外,此次的光纤中似乎还没有光通信功能。麻省理工学院表示,“将来,如果同时实现光通信功能,通过振动来改变光的反射特性的话,(不仅是麦克风和扬声器)还可用于光通信”。

  (编辑 Valiant)

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