士兵制服中的光探测纤维可以识别各个方向的威胁

想象一下,一个士兵的制服是由一种特殊的织物制成的,这种织物可以让他向四面八方看去,并识别出他身边甚至身后的威胁。在将科幻小说变成现实的工作中,欧洲杯线上买球麻省理工学院研究人员已经开发出了光探测纤维,当编织成一张网时,它可以充当一个灵活的照相机。由这些纤维组成的织物可以连接到一台计算机上,计算机可以在一个附在面罩上的小显示屏上提供信息,让士兵对周围环境有更好的认识。

所得纤维横截面的SEM显微照片,说明从宏观预制件到微观纤维的横截面结构的均匀守恒。由芬克实验室/麻省理工学院提供

由材料科学与工程系(DMSE)副教授约尔·芬克(Yoel Fink)领导的研究人员强调,尽管这种应用和其他类似应用仍然只是梦想,但开发能够捕捉图像的织欧洲杯足球竞彩物的工欧洲杯线上买球作正在迅速进展。在最近一期的《纳米快报》杂志上,研究小组报道了一项“重大”进展:利用这种纤维网拍摄笑脸的基本照片。

《纳米快报》的通讯作者芬克说:“这是第一次有人证明,一层纤维或‘织物’可以像照相机一样采集图像,但不需要镜头。”。“这项工作构成了一种新的视觉和成像方法。”

我们的眼睛是自然界成像方法的一个很好的例子:它们包括一个高度复杂的局部器官,由一个精致的透镜组成。技术人员已经在照相机、望远镜甚至显微镜上模仿了这种方法。

但天然或人造镜片的视野有限,容易损坏,导致成像或视觉能力完全丧失。相比之下,光纤网提供了由织物整个表面提供的分布式成像能力,这在原则上对损坏和“失明”更具鲁棒性。如果一个区域损坏,其他光纤仍然可以工作,提取图像。

芬克说:“我们要说的是,‘让我们构建一个大型分布式系统,而不是一个微小、敏感的物体(用于拍摄图像),’”他同时隶属于麻省理工学院电子研究实验室(RLE)、材料科学与工程中心(CMSE)和士兵纳米技术研究所(ISN)。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

这种直径小于一毫米的新型光纤由一层层相互嵌套的光探测材料组成。欧洲杯足球竞彩

这些层包括两个感光的半导体材料环,每个环的直径只有1000亿分之一米。四个金属电极与每个环接触,沿光纤长度延伸,总共八个。每个带有附加电极的半导体环依次包裹在聚合物绝缘体环中,将其与相邻的半导体环隔开。

团队从这些元素的宏观圆柱体或预制件开始。该预制件被放置在一个特殊的熔炉中,熔解组件,小心地将它们拉成微小的纤维,保持各层的原始方向。该工艺可生产许多米的纤维。

芬克的团队通过将一个物体——一张笑脸——放在光源和一小块由纤维组成的织物之间来展示他们的方法的威力,这些纤维依次连接到外部放大电路和计算机。

单个光纤测量照亮它们的光的强度,并将其转换为电信号。重要的是,它们也被设计用来区分不同波长或颜色的光。然后部署一个光纤网,以测量大面积区域内不同波长的光强分布。

在目前的工作中,笑脸被两种不同波长的光照亮。这在织物网格上生成了一个独特的图案,然后输入计算机。在此基础上,芬克团队在《自然材料》中描述了一种算法,该算法吸收数据,在计算机屏幕上生成物体的黑白图像。欧洲杯足球竞彩

芬克说:“这篇论文进一步推进了我们设计纤维材料和织物的愿景,使其变得越来越复杂和复杂。”。他和同事们注欧洲杯足球竞彩意到,纤维中额外的光电层将产生更清晰的图像,甚至可以用彩色显示。

芬克在这项工作中的同事是第一作者法比恩·索林,他是RLE、DMSE和ISN的博士后助理;Ofer Shapira,也是RLE和ISN的博士后助理;中佛罗里达大学Ayman F. Abouraddy分校;麻省理工学院电气工程和计算机科学系的马修·斯宾塞;RLE、DMSE和ISN的Nicholas D.Orf;约翰·D·乔安诺普洛斯,ISN主任和麻省理工学院的弗朗西斯·赖特·戴维斯物理教授。欧洲杯线上买球

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