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我學者研發新型柔性聲學超表面功能器件
文章來源:科技日報     更新時間:2023-09-12 14:25:55
9月5日,記者從中國科學院深圳先進技術研究院(以下簡稱深圳先進院)獲悉,該院研究員鄭海榮與華中科技大學教授祝雪豐、楊光等合作研發出新型柔性聲學超表面功能器件,在高/超分辨醫學成像、精準操控給藥和可穿戴器件等方面具有重要應用前景。相關成果發表在《自然•通訊》上。

  據了解,該器件基于二氧化硅納米顆粒修飾的細菌—纖維素柔性超表面元材料研發,使得器件不僅有超疏水性——能夠有效防止水滴在其表面停留,還有穩定性——納米級的二氧化硅顆粒與細菌—纖維素結合,形成具有三維結構的纖維網絡,其機械加工性能精度可達約10微米。

  “以往聲學超表面結構通常是剛性而固定的,厚度在毫米以上,甚至與波長相當,而且這些超表面的工作頻率通常比較低,高頻高性能應用受限。”鄭海榮介紹,盡管高精度3D打印技術使加工更小的超表面構件成為可能,但當超表面的工作媒介為水等液體介質時,會面臨新的挑戰。

  此外,得益于該種超表面元材料的超聲絕緣性,研究者們設計制造出超薄、超輕的芯片級聲學器件。例如,非局域全息超透鏡和三維成像超透鏡,實現了復雜全息聲場和遠場高分辨三維超聲脈沖—回波成像。

 

  細菌—纖維素超聲超表面的加工和性能表征。受訪者供圖

 

  剪裁加工的成像超透鏡及其遠場高分辨二維、三維超聲脈沖—回波成像。受訪者供圖

 

  剪裁加工的非局域全息超透鏡及其復雜全息聲場。受訪者供圖

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