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- 麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)出帶壓電功能的光纖 可制造多種傳感器等
- 來(lái)源：技術(shù)在線 發(fā)表于 2010/7/16
美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）宣布制造出了可作為麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器使用的塑料光纖。論文已發(fā)表在了2010年7月11日的學(xué)術(shù)雜志《Nature Materials》上。采用該光纖可以制造出具備水流傳感器、血管中的血流傳感器、大面積的聲波圖像傳感器、高靈敏度麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器功能的衣服等。
開(kāi)發(fā)此次產(chǎn)品的是擔(dān)任麻省理工學(xué)院材料科學(xué)副教授等職務(wù)的Yoel Fink領(lǐng)導(dǎo)的研究小組。該小組正致力于開(kāi)發(fā)配備光通信以外功能的光纖。換言之，就是力爭(zhēng)在原來(lái)只是傳遞光線的“被動(dòng)元件”——光纖中，嵌入可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)功能的構(gòu)造。
此次制造的光纖恰好像金太郎糖那樣，無(wú)論從哪里切下，都會(huì)出現(xiàn)與由壓電元件構(gòu)成的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器相同的構(gòu)造。具體情況是氟原子和氫原子結(jié)合，由此形成具備壓電功能的樹(shù)脂，以及由取代電極的導(dǎo)電性樹(shù)脂夾住的截面構(gòu)造。導(dǎo)電性樹(shù)脂是在樹(shù)脂中摻入石墨（黑鉛）粉末后制成的。
制造方法與普通光纖相同。也就是說(shuō)，首先制成與光纖具有相同構(gòu)造的較大的“母材”，然后施加熱和壓力并縱向拉長(zhǎng)（拉絲）。
技術(shù)要點(diǎn)之一是在拉絲時(shí)，保證前面提到的構(gòu)造不會(huì)變形。例如，普通的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器都在電極中使用金屬。但是，如果將金屬用于電極中，拉絲時(shí)會(huì)被熱量熔化而流動(dòng)。為了避免出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，此次采用了含有石墨的樹(shù)脂作為電極。
其他要點(diǎn)則是如何使光纖構(gòu)造變得均勻。這是因?yàn)楫?dāng)為了將光纖用作麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器而加載電壓時(shí)，“可形成電場(chǎng)強(qiáng)度是空氣放電20倍的電場(chǎng)”（麻省理工學(xué)院）。據(jù)介紹，如果構(gòu)造不均勻的話，電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)較大的不均，成為光纖損壞的原因。
論文中表示，向該光纖中實(shí)際加載交流電壓后，已經(jīng)確認(rèn)到了會(huì)產(chǎn)生聲音和振動(dòng)。麻省理工學(xué)院表示，“可以（利用麥克風(fēng)功能）用于基于伸縮動(dòng)作進(jìn)行的發(fā)電”。
另外，此次的光纖中似乎還沒(méi)有光通信功能。麻省理工學(xué)院表示，“將來(lái)，如果同時(shí)實(shí)現(xiàn)光通信功能，通過(guò)振動(dòng)來(lái)改變光的反射特性的話，（不僅是麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器）還可用于光通信”。（記者：野澤 哲生）
