Hay-prikwensi terahertz Ang mga alon ay may malaking potensyal para sa isang bilang ng mga aplikasyon kabilang ang susunod na henerasyong medikal na imaging at komunikasyon. Ang Aerogels ay maaaring maging isang magandang karagdagan dito.
Ipinakita ng mga mananaliksik sa Linköping University, Sweden, sa isang pag-aaral na inilathala sa journal Advanced Science, na ang pagpapadala ng terahertz light sa pamamagitan ng isang airgel na gawa sa selulusa at isang conducting polymer ay maaaring iayon. Ito ay isang mahalagang hakbang upang mag-unlock ng higit pang mga application para sa mga terahertz wave
Pagsasagawa ng polymer-cellulose airgel at optic na pagsukat ng set-up. Credit ng larawan: Thor Balkhed/Linköping University
Sinasaklaw ng hanay ng terahertz ang mga wavelength na nasa pagitan ng mga microwave at infrared na ilaw sa electromagnetic spectrum. Ito ay may napakataas na dalas.
Dahil dito, naniniwala ang maraming mananaliksik na ang hanay ng terahertz ay may malaking potensyal para magamit sa paggalugad sa kalawakan, teknolohiya ng seguridad at mga sistema ng komunikasyon, bukod sa iba pang mga bagay. Sa medikal na imaging, maaari rin itong maging isang kawili-wiling kapalit para sa mga pagsusuri sa X-ray dahil ang mga alon ay maaaring dumaan sa karamihan ng mga non-conductive na materyales nang hindi nakakasira ng anumang tissue.
Gayunpaman, mayroong ilang mga teknolohikal na hadlang na dapat malampasan bago ang mga signal ng terahertz ay malawakang magamit. Halimbawa, mahirap gumawa ng terahertz radiation sa isang mahusay na paraan at kailangan ang mga materyales na maaaring tumanggap at mag-adjust ng transmission ng terahertz waves.
Naaayos na filter
Ang mga mananaliksik sa Linköping University ay nakabuo na ngayon ng isang materyal na ang pagsipsip ng mga signal ng terahertz ay maaaring i-on at i-off sa pamamagitan ng isang redox na reaksyon. Ang materyal ay isang aerogel, na isa sa pinakamagagaan na solidong materyales sa mundo.
"Ito ay tulad ng isang adjustable na filter para sa terahertz light. Sa isang estado, ang electromagnetic signal ay hindi maa-absorb at sa kabilang estado ay kaya nito. Ang pag-aari na iyon ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga pangmatagalang signal mula sa kalawakan o mga signal ng radar, "sabi ni Shangzhi Chen, postdoc sa Laboratory of Organic Electronics, LOE, sa Linköping University.
Gumamit ang mga mananaliksik ng Linköping ng conducting polymer, PEDOT:PSS, at cellulose upang lumikha ng kanilang aerogel. Dinisenyo din nila ang airgel na nasa isip ang mga panlabas na aplikasyon. Ito ay parehong water-repellent (hydrophobic) at maaaring natural na ma-defrost sa pamamagitan ng pag-init ng sikat ng araw.
Malaking hanay ng modulasyon
Ang pagsasagawa ng mga polimer ay may maraming mga pakinabang sa iba pang mga materyales na ginagamit upang lumikha ng mahimig na materyales. Sa iba pang mga bagay, ang mga ito ay biocompatible, matibay, at may mahusay na kakayahan upang ma-tono. Ang tunability ay nagmumula sa kakayahang baguhin ang density ng singil sa materyal. Ang mahusay na mga bentahe ng cellulose ay ang relatibong mababang gastos sa produksyon kumpara sa iba pang katulad na mga materyales at ito ay isang nababagong materyal na susi para sa napapanatiling mga aplikasyon.
"Ang paghahatid ng mga terahertz wave sa isang malawak na hanay ng dalas ay maaaring i-regulate sa pagitan ng humigit-kumulang 13% at 91%, na isang napakalaking hanay ng modulasyon," sabi ni Chaoyang Kuang, postdoc sa LOE.
Ang pag-aaral ay pinondohan ng, bukod sa iba pa, ang Swedish Research Council, ang Foundation for Strategic Research, ang Foundation for Internationalization of Higher Education and Research, ang Knut and Alice Wallenberg Foundation, ang Wallenberg Wood Science Center, at sa pamamagitan ng estratehikong inisyatiba ng gobyerno ng Sweden. sa mga bagong functional na materyales, AFM, sa Linköping University.
Artikulo: Switchable Broadband Terahertz Absorbers Batay sa Pagsasagawa ng Polymer-Cellulose Aerogels; Chaoyang Kuang, Shangzhi Chen, Min Luo, Qilun Zhang, Xiao Sun, Shaobo Han, Qingqing Wang, Vallery Stanishev, Vanya Darakchieva, Reverant Crispin, Mats Fahlman, Dan Zhao, Qiye Wen, Magnus P. Jonsson; Advanced na Agham, na-publish online noong Nobyembre 23, 2023. DOI: 10.1002/advs.202305898
Katotohanan: Sinasaklaw ng hanay ng terahertz ang mga wavelength na nasa pagitan ng mga microwave at infrared na ilaw sa electromagnetic spectrum. Ang mga alon ay may lapad sa pagitan ng 0.1 at 1 millimeter at ang dalas ay hindi bababa sa 0.3 terahertz at hindi hihigit sa 30 terahertz. Ang 1 terahertz ay nangangahulugan na 1000 bilyong wave ang ipinapadala o natatanggap sa isang segundo.
Isinulat ni Anders Törneholm
Source: Linköping University
