科學(xué)家開發(fā)了一種特殊的可以散射光的三維納米結(jié)構(gòu)

（文章來源：科技報告與資訊）

它的孔隙率為99.99％，幾乎只包含空氣，使其成為世界上最輕的材料之一：Aerobornitride是由基爾大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組開發(fā)的材料名稱。科學(xué)家們認為，他們由此奠定了將激光帶入廣泛應(yīng)用范圍基礎(chǔ)。他們以硼氮化合物為基礎(chǔ)，開發(fā)了一種特殊的三維納米結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以非常強地散射光，并且?guī)缀醪晃展狻?/p>

受到激光照射，該材料會發(fā)出均勻的光，根據(jù)激光的類型，該光要比LED光更有效和強大。因此，將來用于汽車前燈，投影儀或帶有激光的室內(nèi)照明的燈可能會變得越來越小并且越來越亮。研究成果近日發(fā)表于《Nature Communications》。

長期以來，激光一直被認為是可以超過LED（發(fā)光二極管）效率的“下一代”光源?；鶢柎髮W(xué)“功能納米材料”工作組的材料科學(xué)家，也是該研究的第一作者FabianSchütt博士強調(diào)說：“對于非常明亮或大量的光，需要大量的LED以及相應(yīng)的安裝空間。但是，使用一個千分之一大小的激光二極管也可以獲得相同數(shù)量的光?！痹撗芯康膮⑴c者來自德國，英國，意大利，丹麥和韓國等多個國家。

強大的小型光源可實現(xiàn)多種應(yīng)用。諸如汽車前燈中的第一個測試應(yīng)用已經(jīng)可用，但是激光燈尚未被廣泛接受。一方面，這是由于激光二極管強烈的定向光。另一方面，光僅包含一個波長，因此是單色的。當激光束撞擊表面并在那里反射時，這會導(dǎo)致不愉快的閃爍。

工作組負責人Rainer Adelung教授說：“激光的先前發(fā)展通常與磷光體一起作用。但是，它們產(chǎn)生的光相對較冷，長期不穩(wěn)定，效率也不高。” 基爾（Kiel）的研究小組采用了不同的方法：他們開發(fā)了六方氮化硼（也稱為“白色石墨烯”）的高度散射納米結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)幾乎不吸收任何光。該結(jié)構(gòu)由無數(shù)細中空微管的花絲網(wǎng)絡(luò)組成。當激光束撞擊這些光束時，它會在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)部極度散射，從而產(chǎn)生均勻的光源。Schütt解釋說：“我們的材料或多或少像人造霧一樣，產(chǎn)生均勻、令人愉悅的光輸出?！?/p>

納米結(jié)構(gòu)不僅保證了材料能承受強烈的激光，而且還能散射不同的波長。 紅色、綠色和藍色激光可以混合，以創(chuàng)造特定的顏色效果，除了正常的白色-例如，用于房間照明。 在這里，極輕的激光二極管可以導(dǎo)致全新的設(shè)計理念在未來。 “然而，為了在未來與LED競爭，激光二極管的效率也必須提高，”Schutt說。 研究團隊現(xiàn)在正在尋找工業(yè)合作伙伴，以期實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。

同時，來自基爾（Kiel）的研究人員可以使用他們的方法為不同的材料開發(fā)高度多孔的納米結(jié)構(gòu)，此外氮化硼還包括石墨烯或石墨。以這種方式，產(chǎn)生了越來越多的新型輕質(zhì)材料，即所謂的“航空材料”，其允許特別創(chuàng)新的應(yīng)用。例如，科學(xué)家目前正在與公司和其他大學(xué)合作進行研究，以開發(fā)用于飛機的自動清潔空氣過濾器。

（責任編輯：fqj）