俄羅斯克拉斯諾亞爾斯克科學(xué)中心和西伯利亞聯(lián)邦大學(xué)的科研人員從理論上研究納米圓盤二維光柵光學(xué)特性,并提出可監(jiān)測結(jié)構(gòu)形變的光學(xué)傳感器模型。該研究成果發(fā)表在《納米材料》雜志上。

該設(shè)備的工作原理基于在變形過程中結(jié)構(gòu)諧振波長的變化。研究人員發(fā)現(xiàn),光柵在兩個相互垂直的方向被壓縮和拉伸時的光學(xué)反應(yīng)不同。被壓縮時,共振波長沒有變化,但被拉伸時,可以觀察到產(chǎn)生移動。這種器件的靈敏度由結(jié)構(gòu)變形系數(shù)相對于諧振波長的差異決定。

該設(shè)備應(yīng)用范圍決定了其必須具有高彈性。因此,研究人員建議將納米顆粒置于凝膠基質(zhì)中或植于柔性基材上,例如聚二甲基硅氧烷薄膜上。利用這些高彈性材料,使傳感器看起來像軟物質(zhì)或活體組織。它能使傳感器像 “活體植物”一樣,根據(jù)光柵的變化和相應(yīng)的光譜偏移,監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形。

這種結(jié)構(gòu)利用其光柵變形進行監(jiān)測,而納米粒子本身沒有發(fā)生改變,從而保證其高靈敏度。采用此種方法,極大減少了設(shè)備技術(shù)難度,并降低了成本。