耐上千攝氏度高溫的光子晶體問世
美國麻省理工學院（MIT）的一個研究小組找到了一種采用金屬鎢或鉭出可耐受1200攝氏度高溫的光子晶體途徑。這種材料可廣泛應用于智能手機、紅外線化學探測器和傳感器、深度探索太空的宇宙飛船等供電裝置。相關論文刊登在一期的《美國國家科學院院刊》上。

    光子晶體指能對光作出反應的特殊晶格，可影響光子運動的規(guī)則光學結構，類似于半導體晶體對于電子行為的影響。其晶格尺寸與光波的波長相當，是不同折射率的電介質材料在空間呈周期性排列構成的晶體結構。

    MIT軍用納米技術研究所工程師賽拉諾維奇表示，幾乎*可以采用標準的微細加工技術和現(xiàn)有設備將這種新型耐高溫、二維光子晶體成計算機芯片。與早期的高溫光子晶體的方法相比，采用新方法出的材料具有“更高性能、簡單操作、堅固耐用”等特點，適合低成本的大規(guī)模。

    美國國家航空航天局也對這種材料很感興趣，因為它具有為深度探索太空提供永續(xù)動力的潛力。完成這樣的任務通常利用少量的放射性物質的能量，采用放射性同位素熱電源（RTG）。例如，計劃在今年夏天抵達火星的“好奇”號探測器使用的就是RTG系統(tǒng)，可以連續(xù)不間斷作業(yè)多年，而不像太陽能供電站，到了冬天就會出現(xiàn)發(fā)電不足的情況。

    這種耐高溫光子晶體應用前景十分廣闊，可用于太陽能光熱轉換或太陽能光化學轉換裝置、放射性同位素的供電設備、氮氫化合物發(fā)電機或工業(yè)領域電廠余熱回收的配套設施等。但這種材料還存在許多障礙，高溫會導致晶體蒸發(fā)、擴散、腐蝕、開裂、熔化或快速化學反應。為了克服這些挑戰(zhàn)，MIT的研究小組正在對高純度的鎢在結構上進行專門精密的幾何設計，以避免材料在被加熱時損壞。

    該材料還可以取代電池，為便攜式電子設備有效供電，采用丁烷作燃料運行熱光生電機產生能量，作業(yè)時間比電池長10倍。

耐上千攝氏度高溫的光子晶體問世