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照亮新材料的方式

2019-03-03 15:02:22来源:

当黄金和白银不再削减它时会发生什么?你转向金属合金,这是陆军研究人员用来为我们的士兵开发具有广泛能力的新设计师材料。

这正是美国陆军研究实验室的科学家David Baker博士和Joshua McClure博士正在努力减轻负荷并增强战场上使用的士兵装备的力量。

他们的研究是与马里兰大学的Marina Leite教授和Chen Gong博士以及巴西Universidade Estadual Paulista的Alexandre Rocha教授合作完成的,最近刊登在9月4号高级光学材料的封面上。。

研究论文“光子学合金化带结构工程”着重于通过改变合金化学成分来控制金和银合金的光学和等离子体特性。

“我们展示并表征了具有调谐光学特性的金/银合金,称为表面等离子体激元,可用于各种光子应用,”Baker说。“基本的努力结合了实验和理论来解释合金光学行为的起源。工作强调金属表面的电子结构可以在改变合金的化学成分时进行设计,为集成到许多不同应用中的方式铺平了道路。个别金属否则就没有合适的特征。“

该研究的重点是结合实验和理论上的努力来阐明合金材料的电子结构,并直接影响光学行为。

根据研究人员的说法,所获得的见解使人们能够调整这些材料的光学色散和光捕获能力,这些材料可以胜过由金等单个元素组成的系统。

“论文的见解对士兵很有用,因为它们可以应用于各种应用,包括但不限于:光催化反应,传感/检测和纳米级激光应用,”McClure说。“如果调整得当,集成的合金材料可以减少能量收集设备的重量,降低电子设备的功率要求,甚至更强大的光学传感器。”

研究人员目前正在研究其他金属合金,并期望他们的实验和计算方法可以扩展到其他材料,包括非金属系统。

“等离子体技术领域可以为战士提供潜在的范式转换特性;这包括从计算,能量收集到通信,甚至定向能源等所有内容,”Baker说。“然而,这些领域的研究人员仅限于元素周期表中的少数元素;金和银是最常研究的两种元素。缺乏选择限制了技术开发的可用性质。通过了解基本的光学和电子特性合金,我们可以开发具有更广泛能力的新设计师材料。“

对于研究人员来说,选择他们的作品在期刊的封面上是非常令人兴奋的个人和专业,并揭示了他们为未来士兵的成功而开发的东西。

他们指出,这一承认强调了更广泛的科学界认识到他们的贡献和研究方向的价值,并且很明显他们的方法和合金材料对于各种光子应用变得越来越重要和相关。