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飛秒激光在金屬上的應用前景

飛秒激光在金屬上的應用前景

据美国《每日科学》 美国空军科学研究局资助的罗切斯特大学的研究人员们正利用激光技術來幫助軍隊制造一種能夠吸收熱量和輻射、避免液體並能夠冷卻小型電子設備的新型金屬。

羅切斯特大學的郭春雷(音譯)博士和他的研究小組利用令人難以置信的激光將發光的金屬條制造成一種漆黑色的金屬。被制造出來的黑色金屬,能夠吸收激光釋放的所有輻射,能夠吸收高熱,甚至可以“驅趕”液體。

郭春雷博士说:“这种黑色金属作为一种新型材料,将为各种军事应用打开全新的视野。 ”据介绍,制造这种黑色金属的关键是一种超级简短、超级强烈的光束,叫做飞秒激光脉冲。这种激光脉冲只持续千万亿分之几秒,强烈的爆炸力量迫使金属表面形成了纳米结构和微米结构,戏剧性地改变了光从金属纤维中发出的方式,从而改变了这种金属条的结构。

除了增加激光發射裝置的亮度,郭博士的實驗也可以調節激光制造出的金屬顔色。他的研究小組用相似的步驟把幾乎所有金屬都變成了藍、金、灰色,但除了黑色。他們控制納米結構的大小和形狀,從而控制那些結構吸收和放射的光的顔色,來改變金屬纖維放射的每種光的波長量。

此外,郭博士和他的團隊一直致力于研究爲空軍創造其他種類金屬的技術。他們能夠再一次利用飛秒激光來改變金屬表面,從而在金屬上創造出獨特的納米和微米尺度的結構。郭博士說:“在短暫爆發期間,激光釋放出相當于整個北美電網的電量,它們都聚焦在一個針尖大小的點上。”

激光創造出的獨特的納米結構影響了液態分子與金屬的分子的相互作用。納米結構將自身附著到液態分子上的速度比液態分子相互間的附著速度快地多,因此液態分子在金屬表面四散開來。最終的結果是形成了一種新型金屬,能夠冷卻飛機的電腦和熱泵機組,讓航空器在與任何處于飛行中的敵人對峙時始終保持優勢。

目前,研究人員只需要大約半個小時就能改變金屬表面(大約0.25英寸大小,1元人民幣的大小)。然而,他們的下一個目標是用更短的時間制造出這種黑色金屬,以滿足日益增加的軍事戰鬥需求。

文章标签:激光,激光技術
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