國際新研發:石墨烯“智能表面”,能夠調整可見光譜
曼徹斯特大學石墨烯研究所的研究人員創造了具有獨特的可調諧范圍的光學器件,覆蓋整個電磁波譜,包括可見光。

該器件的可調諧性是通過一種被稱為 "電夾層 "的過程實現的,在這種情況下,鋰離子被夾在多層石墨烯(MLG)片之間,提供了對電、熱和磁特性的控制。
MLG器件被層壓并真空密封在一個低密度聚乙烯袋中,從可見光到微波輻射的光學透明度超過90%。
電荷由灰轉金
在充電(插層)或放電(去插層)過程中,MLG的電學和光學特性發生了巨大變化。由于頂部石墨烯層在可見光體系中的高吸收率(>80%),放電后的器件呈現深灰色。當器件完全充電時(約3.8V),石墨烯層呈現金色。利用薄膜干涉等光學效應,可實現的顏色空間可以豐富到包括從紅色到藍色的范圍。
該研究的主要作者說。"我們通過融合石墨烯和電池技術,制造了一類新的多光譜光學器件,具有以前無法實現的變色能力。
"基于石墨烯的智能光學表面的成功展示使許多科學和工程領域的潛在進步成為可能。"
例如,動態熱毯可以選擇性地反射可見光或紅外光,并允許衛星從面向太陽的一側反射輻射,同時從其陰影面發射輻射。同樣,當處于地球陰影中時,該毯可以使衛星免受深空冷卻。這些行動將比靜態熱涂層更有效地調節內部溫度。
之前的研究已經利用單層和多層石墨烯研究了微波、太赫茲、紅外和可見光等特定波長范圍的器件。但如何將覆蓋范圍擴大到可見光,同時保持較長波長的光學活性,這是一個挑戰,需要在器件結構上進行創新,克服光學器件與電化學電池集成的既有困難。
"在這里,我們使用基于石墨烯的鋰離子電池作為光學器件,"他補充道。"通過控制石墨烯的電子密度,我們現在能夠在同一個裝置上控制從可見光到微波波長的光。"
研究人員說。"少層石墨烯通過充電對其光學特性進行了前所未有的控制。這種器件可以在許多領域找到應用:從自適應光學到熱管理。"










































