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单向玻璃背后的魔力:光学超材料领域有了突破性进展

2024-3-1 28 3/1

研究人员发现了如何制造一种光学超材料,它将成为各种新技术的基础。阿尔托大学(Aalto
University)的研究人员利用一种新方法制造出了一种超材料,迄今为止,现有技术还无法制造出这种超材料。与天然材料不同,超材料和超表面可以被定制为具有特定的电磁特性,这意味着科学家们可以创造出具有工业应用所需特性的材料。

单向玻璃背后的魔力:光学超材料领域有了突破性进展

材料的磁性会影响它与光的相互作用。图片来源:Ihar Faniayeu/哥德堡大学

非互惠磁电效应

新型超材料利用了非互惠磁电效应(NME)。非互惠磁电效应意味着材料的特定属性(磁化和极化)与光或其他电磁波的不同场分量之间存在联系。NME效应在天然材料中微不足道,但科学家们一直试图利用超材料和超表面来增强这种效应,因为这将释放出巨大的技术潜力。

"到目前为止,NME 效应还没有在工业中得到实际应用。"阿尔托大学的博士研究员 Shadi Safaei Jazi 说:"大多数建议的方法只能用于微波,而不能用于可见光,而且这些方法也无法用现有技术制造。研究小组设计了一种光学 NME 超材料,可以利用现有技术、传统材料和纳米制造技术制造出来。"

革新光学应用

这种新材料开辟了原本需要强大外部磁场才能发挥作用的应用领域--例如,制造真正的单向玻璃。目前销售的"单向"玻璃只是半透明的,光线可以从两个方向穿过。当两面的亮度不同时(例如窗户内外),它就会像单向玻璃一样。但基于 NME 的单向玻璃不需要亮度差异,因为光线只能从一个方向穿过。

"想象一下,在你的房子、办公室或汽车里有一扇装有这种玻璃的窗户。无论外面的亮度如何,人们都无法看到里面的任何东西,而你却可以从窗户欣赏到完美的景色,"Safaei 说。如果技术取得成功,这种单向玻璃还能阻挡现有太阳能电池向太阳辐射的热辐射,从而减少太阳能电池捕获的能量,从而提高太阳能电池的效率。"

这项研究发表于 2024 年 2 月 12 日的《自然-通讯》(Nature Communications)上。

编译自/scitechdail

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