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基尔大学研发超轻材料几乎由空气组成 光散射率高用于汽车前照灯

2020-05-07 11:45:12 石榴网综合 评论 关闭 打印 繁体 复制链接 复制正文

盖世汽车讯 据外媒报道,德国基尔大学(Kiel University)的一个国际研究小组研发了世界上最轻的材料之一——Aerobornitride(空气氮化物),孔隙率达99%,几乎完全由空气组成。科学家们认为,由此可以创造基础,将激光引入更广泛的应用范围。研究人员们基于硼氮化合物,研发出一种特殊的三维纳米结构,能够将光大量散射,而且几乎不吸收光。在激光的照射下,该材料会发出均匀的光,根据激光种类的不同,该材料发出的光比LED灯发出的光更高效、更强大。因此,未来,该材料可用于汽车前照灯、投影仪以及用于房间照明的激光灯可变得更小、更亮。

(图片来源:基尔大学)

在研究和工业领域,激光一直被认为是“下一代”光源,其效率甚至可以超过LED(发光二极管)。Fabian Schütt博士表示:“如果需要得到很亮或很多光,就需要大量的LED灯,因此也需要更大的空间。”

(图片来源:基尔大学)

强大且尺寸小的光源可用于各种应用,首批测试应用就是,该材料可用于汽车前照灯,但是还无法大规模应用于激光灯。一方面,由于激光二极管会发出强烈的定向光;另一方面,激光灯只有一个波长,所以是单色灯。因此,当激光束照射到物体表面,并被反射时,会导致闪烁,让人眼不舒适。

(图片来源:基尔大学)

Rainer Adelung教授表示:“此前对激光灯的研究通常关注于荧光粉,但是荧光粉产生的光相对较冷,从长期来看,不够稳定,也不是很高效。”于是,基尔大学研究小组采取了一种不同的方法,研发了一种六边形硼氮化物(也称为“白色石墨烯”)纳米结构,散射率很高,几乎不吸收光。该结构由无数细小空心微管组成的金银丝网络构成,当激光束照射该结构时,激光束在该网络结构内到处散射,从而形成均匀的光源。Schütt解释表示:“我们的材料有点像人造雾,可以产生均匀、令人愉悦的光。”散射率强也表示,人眼不会再看到闪烁的光。

(图片来源:基尔大学)

此种纳米结构不仅确保该材料可以经受住强烈的激光,还能够散射不同波长的光。除了白色激光,红色、绿色和蓝色的激光可以混合使用,产生特定的色彩特效,例如,用于创意房间照明。因此,未来,重量极轻的激光二极管可能会产生全新的设计概念。不过,为了能够与未来的LED竞争,激光二极管的效率也必须提高。该研究小组目前正在寻找工业伙伴,以让该材料从实验室转移到实际应用。

与此同时,除了硼氮化物和石墨烯或石墨,基尔大学的研究人员们还在利用其方法,研发适用于不同材料的多孔纳米结构。通过此种方式,能够创造越来越多新型、轻量化材料,从而实现创新型应用。例如,基尔大学的科学家们目前还与各公司和其他大学合作,为飞机研发自我清洁的空气过滤器。

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  (来源:石榴网综合)

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