鈣鈦礦從光中傳輸電荷的效率非常高，被稱為太陽能電池板和LED顯示器的下一代材料。英國倫敦瑪麗女王大學(xué)的一個研究團(tuán)隊發(fā)明了一種利用鈣鈦礦制備光纖的全新應(yīng)用。他們通過使用一種新的溫度生長方法，能在非常便宜的液體溶液中生長并精確控制單晶有機金屬鈣鈦礦纖維的長度和直徑。研究成果23日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

光纖是細(xì)如人類頭發(fā)的細(xì)線，光在其中以超快的速度傳播，比電纜中的電子快100 倍。這些微小的光纖傳輸著大部分的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。目前，大多數(shù)光纖是由玻璃制成的。倫敦瑪麗女王大學(xué)團(tuán)隊制造的鈣鈦礦光纖僅由一塊鈣鈦礦晶體組成，光纖的纖芯寬度低至50微米且非常靈活，它們的彎曲半徑可小到3.5毫米。

與多晶對應(yīng)物相比，單晶有機金屬鈣鈦礦更穩(wěn)定、更高效、更耐用且缺陷更少。因此，科學(xué)家們一直在尋求制造能夠帶來這種高效率的單晶鈣鈦礦光纖。研究人員稱，單晶鈣鈦礦光纖可集成到當(dāng)前的光纖網(wǎng)絡(luò)中，以替代該系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，提供更有效的激光和能量轉(zhuǎn)換，提高寬帶網(wǎng)絡(luò)的速度和質(zhì)量。

新研制的光纖在幾個月內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性，并且傳輸損耗很小，低于0.7分貝/厘米，足以制造光學(xué)器件。研究人員在制備過程中逐漸改變加熱位置、線接觸和溫度，以確保長度連續(xù)增長，同時防止寬度隨機增長。該方法可控制纖維的長度，并改變鈣鈦礦纖維芯的橫截面，且比具有相似長度的多晶光電探測器具有更大的光電流值。

研究人員表示，這項技術(shù)也可作為高分辨率探測器用于醫(yī)學(xué)成像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，光纖的小直徑能捕獲更小的像素。這意味著，單晶光纖獲得的微米級像素可提供更高分辨率的圖像，從而讓醫(yī)生作出更好、更準(zhǔn)確的診斷。如果在吸收光線的紡織品中使用這些纖維，它們可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，從而使人們擁有“太陽能衣服”。

總編輯圈點

在網(wǎng)絡(luò)如同水和電一樣普遍的今天，“光纖入戶”為咱們生活帶來各種便捷、美妙的體驗。光纖是根據(jù)光的全反射原理研制出的一種光導(dǎo)纖維，當(dāng)光線以合適的角度射入時，就會沿著光纖曲折前進(jìn)。對普通人來說，最直觀的體驗是這些年網(wǎng)絡(luò)帶寬快速升級，不過可能很少有人想到，用來制作光纖的材料本身也是可以不斷升級的。相比玻璃光纖，鈣鈦礦光纖能夠進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的速度和質(zhì)量，令人期待。(科技日報記者 張夢然)