類似於蹦床的微型傳感器可機械測量光線
據外媒報導,諸如數碼相機之類的設備以電子方式測量高能光的水平,對我們大多數人來說已經足夠了。但是現在科學家們已經開發出一種機械替代品,可以與幾乎所有類型的光一起使用,從而使更廣泛的應用成為可能。
該設備是由俄勒岡大學的一個團隊創建的,被稱為“石墨烯納米機械測輻射熱計”,有點像一個微型蹦床。
“彈性”部分是一片石墨烯,這是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。它具有很高的導熱性,並延伸到已經蝕刻成一塊矽片的孔中。整個東西的厚度只有人類頭髮的十分之一。
當幾乎任何顏色的光入射到石墨烯時,材料都會迅速加熱並膨脹,從而導致其振動間距發生變化。這類似於鼓音調取決於鼓膜張力的方式。實際上,通過跟踪石墨烯膜的螺距變化程度-機電“監聽”其振動-可以非常精確地確定照射到輻射熱計的光量。
現在科學家希望該技術最終可以用於天文學和醫學成像等應用中,以測量長波長的光(例如紅外光)。傳統的電子傳感器無法準確地檢測到這些。此外,測輻射熱儀在比此類傳感器更高的環境溫度下工作-超過2000ºC-因此增加了其可能的用途。
研究小組負責人Benjamín Alemán教授表示:“我們希望這種設備將幫助科學家解開我們太陽和其他恆星的奧秘,通過更安全的熱X射線成像改善醫學診斷,並幫助消防員更好地觀察大火,從而挽救更多生命。”
有關該研究的論文最近發表在《自然通訊》雜誌上。