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  • 激光技術在柔性纖維器件研究中的可能性

        近年來,基于多功能纖維材料科技的快速發展,更多種類的纖維具備了傳感、光電轉換、能量收集及儲存等功能。隨著對織物類可穿戴電子產品需求的不斷增加,多功能纖維狀器件與智能纖維織物為其提供了一種新的解決方案。但目前柔性纖維內部各種功能材料的精確高效定位、連接與組裝等難題,阻礙了纖維器件的大規模應用。

    近日,中國科學院工程熱物理研究所發文稱,研究所儲能研發中心與新加坡南洋理工大學合作,提出一種新型的基于激光熱效應的纖維內微粒精確操控技術,突破纖維材料不利于進行內加工的固體特性,實現固體內微粒的精準移動及控制,組裝出半導體異質功能結構,為制備復雜而高效的纖維內功能結構與器件提供了新思路。

    該研究通過二氧化碳激光器 激光切割機的精準加熱,將固態的纖維材料轉換為液態,并在纖維內部產生可精密調控的馬蘭戈尼熱流動。纖維內集成的微??砂殡S纖維材料的熱流動改變位置,并可通過調制激光控制微粒移動的方向和速度。這突破了固態纖維材料內物質固有位置無法精密調控的難題,使利用纖維內部物質組合構造更加復雜的功能結構器件成為可能。該研究提出的方法利用流體為載體對微粒進行操控,對微粒的結構、組成材料、尺寸、數目并無選擇性,這一特性極大擴展了方法的適用范圍?;谝陨显?,獲得了在纖維中利用半導體材料微粒制造同質結與異質結的方法,證明了該方法的易用性與在光電、光伏、熱電、儲能等多個領域的應用前景。

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