研究生Chong Hou拿着一袋拉长的纤维。纤维的直径为100微米，并且材料镀层将进一步的增加纤维的强度。图源：Jose-Luis Olivares/MITScientists. 科学家们知道如何从块状材料中拉出纤维已经几十年了。但是一种新的方法最近被MIT的研究人员发明出来，这种新方法可以完全改变制作高质量的以纤维为基的电子设备的方法。 这个方法出自一项长期的研究，该研究希望将不同材料结合成一根长绳来制成多用途纤维。直到现在，这些长绳只能通过整理安排大型的块状和圆柱体状的材料进行预成型，之后加热并拉伸成细的纤维，这样子直径减小了，但是组份没有变化。 现在，第一次，通过这种方式制成的纤维可以拥有和初始材料完全不同的组份，这个进步来自于Yoel Fink领导的研究组，Yoel Fink称其有些像“炼金术”，可以将便宜而常见的材料变成昂贵的材料。新的发现发表在《自然 通讯》中，研究生Chong Hou以及6位其他的MIT以及新家坡的研究人员是它的共同作者。 纤维由铝和石英玻璃制成的，两者都是便宜的而常见的材料，多使用在制作窗户和窗框中。铝和石英玻璃在加热和拉伸的过程中发生了化学反应，制造出了内核是纯净的，晶状硅而外部有硅酸层的纤维，纯净的硅晶被用来制作电脑芯片和太阳能电池。 最初的发现完全是一个惊喜:在测试将金属丝线加入纤维的实验中，Hou尝试了将多种金属包括银，铜以及铝，这最后的测试结果是他们没有想到的。 “当我看那些纤维的时候，我观察到了黑色物质，而不是闪耀的金属核；我真的不知道发生了什么。” Hou，这篇文章的主要作者，如是说道。在分析中，研究者发现了内核变成了硅，实际上，非常纯的晶体硅。 “我最初的反应是，可能最好把这些样品一起放弃了。”Fink讲述他看到一个‘失败’的实验结果的反应。但是，Hou开始测试样本并且进行了严格的分析，很快意识到他原来期待的普通结果被一个非常令人惊奇的结果替代了，这就是这个发现的来龙去脉。 后来发现在纤维中的化学反应是大家所熟知的：在2200摄氏度的高温中，纯的铝核和硅酸反应。反应会留下纯硅，并在纤维核内富集，以及氧化铝，并会在纤维核与硅酸镀层之间沉积一层非常薄的铝层。 现在，Hou表示：“我们可以使用这个方式来得到电子设备，比如太阳能电池和晶体管，或者一切可在纤维内构筑的硅基半导体设备。” 很多小组都试着在纤维中制造设备，但是到现在为止，所有的方式都需要使用贵重的高纯度硅。” “现在我们可以使用便宜的金属，”Hou表示，“这将给我们一种新的方式来制造硅芯纤维。” Fink，材料科学和电子工程教授，MIT的电子研究实验室负责人，表示：“这是第一次，一种纤维和他的预成型材料完全不同。这种方法通过加工增值开启了纤维材料和纤维设备的新机遇。” “我们希望不仅仅使用这种方式来生产硅芯纤维，还要应用在其他材料上，”Hou如是说。更进一步的，小组正在试图生产出具体的结构，比如在拉伸出纤维的过程中生产电学结。”我们可以将其他金属放入，比如金和铜，这将产生出真的电路。“他说道。 Fink补充道：”一种新的思考纤维的方式，可以让纤维做更多的他们从来没有做过的事。”当移动设备持续发展，在电子设备生意中占比越来越大，这种技术将在电子设备领域，包括太阳能电池和微芯片，开启新的机遇，使电子设备以纤维的方式被编织进衣物和设备中。 （来源：新材料在线）
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发表于 2015-3-11 15:10:58
