Создано первое плоское оптоволокно из кварца
Материаловеды и физики получили первое кварцевое оптоволокно в виде плоской ленты, которое может работать сенсором давления — в силу своей геометрии намного более чувствительным, чем обычное круглое. Способ производства новинки описан в журнале Nature Communications.
Там же приведены и результаты первых лабораторных испытаний. Плоское волокно продемонстрировало чувствительность к давлению, в 1000 раз превышающую аналогичные показатели стандартных круглых конструкций. Кроме того, авторы представили усовершенствованную версию датчика температуры, заполнив часть внутренней микроструктуры сплавом на основе олова.
«Это не просто волокно с необычным внешним видом — это новые возможности. Изменяя геометрию, мы можем заставить само стекло гораздо активнее откликаться на то, что происходит в окружающей физической среде», — пояснил физик Павел Маневский из Королевского технологического института в Стокгольме, ведущий автор исследования.
В его лаборатории была разработана технология изготовления, а опытное производство и эксперименты проводились в Саутгемптонском университете. Там из расплава вытянули 120 метров оптоволоконной ленты толщиной 80 мкм и шириной около 800 мкм. Методика позволяет получать также стеклянную ленту толщиной 40 и 55 мкм. То есть достигнуто соотношение сторон 20:1, что раньше было возможно только с применением содово-известкового стекла — хрупкого и мутного.
Спектр потенциальных применений очень широк. Плоские волокна можно встраивать в композитные материалы, чтобы самолеты, беспилотники и инженерные конструкции могли точнее отслеживать внутренние деформации и давление. Лента-волокно пригодится и для создания более «умных» аккумуляторов, где изменения давления и температуры внутри элементов могут служить ранними признаками нештатной работы.
«Следующий шаг — перевести эту платформу с уровня демонстрации концепции на уровень реальных систем, включая интеллектуальные беспилотники, современные композиты и более безопасные энергетические технологии», — подытожил профессор Крис Холмс из Саутгемптонского университета, руководивший исследованием.
