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一种新型塑料对镜片、窗户和其他需要红外线传输的设备非常有用,红外线可以让热量变得可见。
 
研究人员从提炼化石燃料产生的废料中制取了一种含硫聚合物。自研制出这种材料以来的五年里,研究小组对这种材料进行了改进,并研制出了下一代镜片。
 
“红外成像技术已经广泛应用于军事应用,沐鸣测速网址如夜视和热寻的导弹,”亚利桑那大学化学和生物化学系教授Jeffrey Pyun说,他领导的实验室开发了这种聚合物。“但对消费者和运输部门来说,成本限制了这项技术的大批量生产。”
 
詹姆斯·c·怀恩特光学科学学院教授罗伯特·诺伍德表示,这种新型镜头材料可以让消费者更方便地使用红外摄像机和传感器设备。潜在的消费者应用包括经济型自动驾驶汽车和用于安全或防火的家庭热成像。
 
比以前更好
 
与2014年研发的第一代中红外波长透明的硫塑料相比,这种新型聚合物更强、更耐热。这种新型镜片对更宽的光谱窗口是透明的,可以延伸到长波红外波段,而且远比目前工业标准的锗金属镜片便宜。锗是一种昂贵、沉重、稀有和有毒的材料。
 
由于锗有许多缺点,第一作者特里斯坦·克莱恩,普因实验室的研究生,认为一种含硫塑料是一个有吸引力的选择。然而,制造透明的塑料是一件棘手的事情。
 
产生有用的光学性质的成分,如硫-硫键,也会损害材料的强度和耐热性。此外,由于几乎所有的有机分子都能吸收红外线,为了增加材料的强度而加入其他有机分子导致了透明度的降低,Kleine说。
 
为了克服这个挑战,kleine与化学研究生Meghan Talbot和化学与生物化学教授Dennis lichtenberg合作,使用计算机模拟设计了不吸收红外的有机分子,并预测了候选材料的透明度。
 
克莱因说:“在实验室里测试这些材料可能要花好几年的时间,但我们能够用这种方法大大加快新材料的设计。”
 
锗需要超过1700华氏度的温度来熔化和成形,但是由于它的化学组成,研究人员可以在更低的温度下对硫聚合物透镜进行成形。
 
红外线的未来
 
Pyun说:“这种新型含硫塑料的一个主要优点是,沐鸣登陆网速它可以在比锗低得多的温度下加工成有用的光学元件,用于照相机或传感器,同时还能保持良好的热机械性能,防止开裂或划痕。”“这种新材料已经检查了我们以前不能检查的许多箱子。”
 
诺伍德补充说:“它的可靠性基本上相当于常规用于眼镜的光学聚合物。”
 
“人类就像IR的圣诞树一样发光,”Pyun说。“所以,当我们考虑物联网和人机界面时,红外传感器的使用将成为探测人类行为和活动的一种非常重要的方式。”