Сегодня 01 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Стекло научили чувствовать: новое оптоволокно оказалось в тысячу раз чувствительнее обычного

Оптические линии связи давно используются в качестве датчиков сейсмической активности. Для этого достаточно штатного оборудования, остальное делают физика распространения света в волокне и алгоритмы. Оказалось, что если изменить форму оптоволокна, то чувствительность таких датчиков можно повысить в 1000 раз. Это открывает путь буквально к стеклянным нервам в батареях, самолётах, технике и строениях, наделяя их способностью чувствовать мир и себя в нём.

 Источник изображения: KTH Royal Institute of Technology

Источник изображения: KTH Royal Institute of Technology

О разработке сообщили исследователи Королевского технологического института KTH в Швеции (KTH Royal Institute of Technology), а также двух британских университетов — Саутгемптонского (Southampton) и Бристольского (Bristol). Они представили необычное плоское оптоволокно, которое само по себе становится сверхчувствительным датчиком давления и температуры. Новая платформа получила название HARFF — High Aspect-Ratio Flat Fiber, то есть плоское волокно с большим отношением ширины к толщине.

В отличие от обычного круглого оптоволокна, оно имеет вытянутое четырёхугольное, практически ленточное сечение и может содержать воздушные каналы, несколько световодов или вставки из других материалов. Такая геометрия резко меняет механическую реакцию кварцевого стекла на поперечную нагрузку: созданный экспериментальный датчик давления оказался до трёх порядков чувствительнее аналогичных устройств на основе традиционного круглого кварцевого волокна.

Для экспериментального плоского оптоволокна было достигнуто соотношение ширины к толщине примерно 20:1, а микроструктурированные образцы могли иметь несколько параллельных световодов. При этом плоское волокно можно было сваривать с обычным и подключать к существующей оптической аппаратуре. Иными словами, для использования новых чудесных свойств плоского оптоволокна новое «железо» не требовалось.

Для придания волокну способности определять температуру и давление в нём создавались микрополости, а также вносились добавки в виде ряда металлов и сплавов, например, сплавов олова. Особенно впечатляющие результаты были получены при измерении давления. Для эксперимента использовали микроструктурированное волокно толщиной 80 мкм и шириной 655 мкм с двумя внутренними воздушными каналами. Разрешение такого датчика оказалось на уровне единиц килопаскалей.

Ту же платформу исследователи превратили в высокочувствительный термометр, заполнив один из каналов сплавом на основе олова с температурой плавления около 220 °C. При нагреве металл расширяется и создаёт в стекле механические напряжения, изменяющие коэффициент его преломления, что легко измеряется с помощью обычного телекомоборудования.

Разработчики считают, что плоские волокна можно встраивать непосредственно в композиты самолётов, беспилотников, мостов и других конструкций, а также внутрь аккумуляторов для регистрации расширения электродов, газообразования и опасного роста температуры. Кроме промышленности, технология может найти применение и в медицинских системах мониторинга.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Alibaba Cloud запустила свой первый облачный регион в Бразилии — два новых ЦОД и агентные ИИ-сервисы для местных бизнесов 34 мин.
Китай не намерен отставать от SpaceX в сфере создания космических ЦОД 2 ч.
Учёные создали лазерный детектор, который находит контрафактный алкоголь без вскрывая бутылок 2 ч.
JBL представила Cove — трио колонок с Wi-Fi для домашнего аудио 2 ч.
Amazon ответит в суде за манипулирование ценами и обман рекламодателей на сумму более $20 млрд 2 ч.
Bull займётся созданием европейского ИИ-суперкомпьютера LUMI-AI стоимостью €387,8 млн 3 ч.
РТК-ЦОД и «ИТ Школа Ростелекома» представили гибкую инфраструктурную модель для развития цифровой среды вузов 3 ч.
MediaTek даст NVIDIA NVLink Fusion кастомным ASIC, а NVIDIA вложит в MediaTek $3,5 млрд 3 ч.
Anthropic получит доступ к ИИ-мощностям на $35 млрд благодаря поддержке Nvidia 4 ч.
Представлен Samsung Galaxy Book6 — конкурент MacBook Neo за $799 4 ч.