瑞典林雪平大學的研究人員在《先進科學》雜誌上發表的一項研究報告稱,他們在太赫茲波技術領域取得了重大進展。他們證明,太赫茲光透過由纖維素和導電聚合物組成的氣凝膠時,其傳輸速度可以調整。這項研究成果為提高先進醫療成像和通訊等領域的應用帶來了巨大希望,凸顯了高頻太赫茲波的廣泛潛力。
氣凝膠是用水溶液製造的,不需要複雜的製造程式,因此很有希望以低成本實現大規模可持續生產。
太赫茲波段的波長介於電磁波譜中的微波和紅外線之間。它的頻率非常高。因此,許多研究人員認為,太赫茲波段在太空探索、安全技術和通訊系統等方面具有巨大的應用潛力。在醫學成像方面,太赫茲還可以替代 X 射線檢查,因為太赫茲波可以穿過大多數非導電材料,而不會損壞任何組織。
氣凝膠可透過簡單的化學修飾獲得高疏水性。資料來源:Thor Balkhed
然而,在太赫茲訊號得到廣泛應用之前,還有一些技術障礙需要克服。例如,難以有效地產生太赫茲輻射,需要能夠接收和調節太赫茲波傳輸的材料。
太赫茲波調製技術取得突破
林雪平大學(Linköping University)的研究人員現已開發出一種材料,其對太赫茲訊號的吸收可透過氧化還原反應開啟或關閉。這種材料是一種氣凝膠,是世界上最輕的固體材料之一。
"它就像是太赫茲光的可調濾波器。在一種狀態下,電磁訊號不會被吸收,而在另一種狀態下,則可以被吸收。"林雪平大學有機電子實驗室(LOE)的博士後陳尚志說:"這種特性對於來自太空的遠距離訊號或雷達訊號非常有用。"
有機電子學實驗室研究員
林雪平的研究人員使用導電聚合物 PEDOT:PSS 和纖維素來製造氣凝膠。他們在設計氣凝膠時還考慮到了戶外應用。它既能防水(疏水),又能透過陽光加熱自然解凍。
與其他用於製造可調材料的材料相比,導電聚合物具有許多優勢。除其他優點外,導電聚合物還具有生物相容性、耐用性和極強的可調諧性。可調諧性來自於改變材料中電荷密度的能力。與其他類似材料相比,纖維素的最大優點是生產成本相對較低,而且是一種可再生材料,這對於可持續應用至關重要。
LOE 博士後匡朝陽說:"太赫茲波在較寬頻率範圍內的傳輸可在約 13 % 到 91 % 之間調節,這是一個非常大的調製範圍。"
編譯來源:ScitechDaily