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日前，南開(kai)大學(xue)物理學(xue)院教授張國權研(yan)究組(zu)與澳大利亞國立大學(xue)教授尤里·基夫(fu)沙爾研(yan)究組(zu)共同開(kai)發(fa)出一種新型溫控(kong)納(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)，在節(jie)能方(fang)面(mian)有巨大的(de)應用潛(qian)力(li)。這(zhe)項研(yan)究從(cong)納(na)(na)米(mi)(mi)顆粒折射率和(he)溫度(du)的(de)變(bian)化(hua)關系著手，當改(gai)變(bian)溫度(du)時，納(na)(na)米(mi)(mi)顆粒的(de)折射率發(fa)生變(bian)化(hua)，從(cong)而對納(na)(na)米(mi)(mi)材料(liao)的(de)光學(xue)性(xing)質和(he)功(gong)能進行(xing)調節(jie)和(he)控(kong)制。研(yan)究論文(wen)發(fa)表在國際(ji)著名學(xue)術期刊《先進功(gong)能材料(liao)》上。

領(ling)銜(xian)研究(jiu)者(zhe)之一、南開(kai)大(da)學與澳(ao)大(da)利亞國立大(da)學聯合(he)培(pei)養的博士后徐雷介紹說(shuo)，調(diao)溫(wen)原理類似于汽車后玻璃(li)防起霧的加(jia)熱(re)絲，通(tong)過一些微(wei)型加(jia)熱(re)元件對這種納(na)米材(cai)料(liao)局部(bu)區(qu)域加(jia)熱(re)，另外也可通(tong)過激光照射等(deng)方式(shi)實現加(jia)熱(re)過程。

徐雷(lei)說(shuo)，這種新型納(na)(na)米材料(liao)非常薄，厚度只有普通頭發絲的(de)(de)幾百分之(zhi)一(yi)，是由許多納(na)(na)米顆粒(li)經過一(yi)定尺(chi)寸設計(ji)和(he)排列組成的(de)(de)。這些納(na)(na)米顆粒(li)的(de)(de)尺(chi)寸和(he)光的(de)(de)波長在(zai)同一(yi)量級，可以(yi)和(he)光產生(sheng)共振，實現對光的(de)(de)傳播(bo)軌跡(ji)和(he)特性的(de)(de)操控(kong)。

記者了解到(dao)，這(zhe)種納米結構的(de)(de)巨大應用潛力體現在(zai)節能方面。比如，可以將(jiang)其集成到(dao)目前的(de)(de)汽車(che)窗戶上(shang)，通(tong)過控制(zhi)入(ru)射到(dao)車(che)內(nei)的(de)(de)太(tai)陽光(guang)能量實現對車(che)內(nei)溫(wen)度(du)的(de)(de)有效控制(zhi)，防止夏季因暴(bao)曬在(zai)太(tai)陽光(guang)下而導致的(de)(de)車(che)內(nei)溫(wen)度(du)過高(gao)等問(wen)題；還可以將(jiang)其集成到(dao)房屋窗戶上(shang)，根據季節變化來控制(zhi)進入(ru)室內(nei)的(de)(de)太(tai)陽光(guang)能量。

另外(wai)，這種(zhong)材(cai)料(liao)通過反射(she)(she)指定波長(chang)的(de)(de)(de)光(guang)，可以(yi)實現對(dui)從紫外(wai)線到紅外(wai)線的(de)(de)(de)輻射(she)(she)防(fang)護。這種(zhong)納(na)米材(cai)料(liao)輕小便捷，還很容易與(yu)各種(zhong)儀器或設備結合，可有(you)效屏蔽目(mu)前(qian)很多機械(xie)工業(ye)和各種(zhong)超凈工作臺等場所(suo)中的(de)(de)(de)紅外(wai)與(yu)紫外(wai)危害(hai)。

通(tong)過設計(ji)納米(mi)顆粒的(de)尺寸和排列，這(zhe)種(zhong)納米(mi)材料也可(ke)以用來實(shi)現對各種(zhong)噪(zao)聲的(de)屏(ping)蔽(bi)，從而提高各類科學實(shi)驗的(de)質量。

談到該(gai)材料(liao)的實際應用，徐雷表示(shi)，這(zhe)種溫控納(na)米光(guang)學(xue)材料(liao)有(you)望進一(yi)步促進室(shi)內植物(wu)栽培(pei)技(ji)術，通(tong)過不同季節(jie)來控制太陽光(guang)不同波段入射(she)量，不僅能(neng)合理利(li)用太陽光(guang)實現節(jie)能(neng)，還可有(you)效提升植物(wu)栽培(pei)的效率與質量。

據了解，納米光學主要通過電磁場和納米顆粒之間的相互作用實現對光的操控，在高效信息處理與存儲、光學計算、超分辨成像、生物傳感及治療等方面都有很重要的應用前景。近年來，納米光學作為一個新興研究領域已引發全世界范圍內廣泛的研究熱潮，并發展成最有前景的研究領域之一。