物质非平衡合成与调控教育部重点实验室
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新材料可连续两周发出近红外光
发布时间:2011-12-05 11:55:17

据美国物理学家组织网报道,美国佐治亚大学的研究人员开发出一种新材料,暴露在阳光下一分钟后可在两周内发出近红外光。该材料可广泛应用于军事、医疗及太阳能电池领域。相关论文发表在《自然·材料》杂志网络版。

    研究人员最先研究的材料为三价铬离子,这是一种著名的近红外光发射源。当暴露在光线下,其电子从基态快速转移到一个更高的能量状态。随着电子返回基态,以近红外光释放能量。但三价铬离子发光的时间一般较短,通常为几毫秒。在最新的研究中,研究人员采用锌矩阵和锗酸镓构建迷宫“陷阱”,其化学结构可以捕获和储存激发能量,并在室温下将储存的能量以热能的方式释放回铬离子,发出近红外光的时间可长达两周。

    研究人员花了3年时间不断完善配方。最初的材料只能发出几分钟的近红外光,通过调整成分比例、烧结温度和时间,最终使材料的发光时间长达两周。不过研究人员相信,他们尚未找到最佳配方,该材料还有改进的余地。

    研究人员还用了1年时间,在室内、室外、晴天、阴天、雨天及淡水、咸水等各种环境中测试材料。结果发现,即使漂白水中腐蚀后,该材料的性能仍能保持3个月不变。

    研究人员认为,这种材料将在军事、医疗和太阳能电池方面有着广泛的应用。在军事方面,可利用该材料制成陶瓷光盘,或将其粉末与涂料混合,作为照明光源,供配备了夜视装备的部队使用。在医疗上,可将其与纳米粒子组配在一起,与癌细胞结合,将癌细胞的转移视觉化。此外,由于这种材料具有非凡的存储和转换太阳能的能力,有望应用其制造更高效的太阳能电池。

信息来源11月22日《科技日报》




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