石墨烯,作为诺奖级别的材料,它神奇的性质和用途大家一定都听说过。它超薄、超轻、超灵活,而且在光电热磁各个方面的都有独特属性,在许多前所未闻的应用中大放异彩,同时为人们的创新突破提供了新的支点。近几年,许许多多关于石墨烯的科学研究文章也大量涌现。
最近,科学家们又为这种革命性的现代材料找到了一个新的用途:超薄热成像夜视隐形眼镜。如果能顺利投产,这种基于石墨烯的新型隐形眼镜,厚度可能仅为一个原子(的确“超薄”),能使我们在黑暗中看见红外影像,而不必带上笨重的夜视器材。
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这个有趣的发明来自于麻省理工学院的一个科学家团队,他们把基于石墨烯的一整套红外光传感系统集成到了一个微型装置里,彻底改变了夜视镜技术,使之能被包括急救人员在内的所有人方便的使用。
在这种全新的设计中,基于石墨烯的热传感器只有一个原子那么厚,并且克服了传统夜视系统的很多局限。比如,目前的夜视镜必须要用多种不同传感器才能覆盖红外光的全部光谱范围,因为单个传感器的光谱相应范围都比较窄,这无疑增加了夜视镜整体的体积和价格。更重要的是,当需要看到远距离的热图案时,需要一个低温冷却系统来有效地消除干扰,并在另一端得到图像。
这个研究团队设计的新传感器旨在同时解决这两个夜视镜的主要问题:既覆盖全红外光谱,又通过与硅微机电系统(MEMS)集成而不再需要低温冷却。这种传感器在10.6微米波长的灵敏度达到了7-9 V/W,响应时间达到23毫秒。这种灵敏度要归功于热隔离技术和底层SiN膜极宽的红外吸收波段这两种优点的结合,使检测以及对黑体目标(300-500 K)的成像能够变成现实。
该团队的论文已经发表在美国化学学会(ACS)杂志《Nano Letters》。
除了间谍、特种部队,这项技术还可以用于很多别的方面,包括抗震救灾以及检查涂料覆盖下的裂缝或瑕疵。对了,也不要忘了自动驾驶汽车,卓越的夜视技术将赋予这些自动汽车在黑暗中“看”路的能力,这至关重要。
1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b01755
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