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麻省理工学院工程师利用激光诱导共振声谱彻底改变超材料测试

2023-11-19 20:42:19  来源:激光网原创    

  麻省理工学院的工程师开发了一种革命性的基于激光的技术,即激光诱导共振声学光谱,该技术在声学透镜和抗冲击薄膜的开发中提出了创新的实际应用。超材料使用聚合物、陶瓷和金属等常见材料在微观尺度上设计,以获得非凡的性能而闻名。

  虽然计算机模拟是实验各种微观结构以创建这些超材料的关键,但物理测试至关重要。在LIRAS之前,缺乏一种可靠的、无损的微观超材料分析方法。

  根据麻省理工学院新闻的一篇文章,LIRAS技术结合了双激光系统,可以安全有效地测试超材料。一束激光引发结构的振动,而另一束激光测量响应,类似于敲击时回响的铃铛。

  利用由此产生的振动,工程师可以估计材料的各种动态特性,例如其对冲击或吸声的响应。LIRAS技术具有超快的激光脉冲,可以在几分钟内激发和测量数百个小型结构。这为微尺度超材料表征提供了一种安全、可靠和高通量的方法。

  由于超材料的脆弱性,需要一种无损方法进行验证。纳米压痕等早期技术可能会导致结构损坏,并且工作速度有限。LIRAS的出现提供了一种实用的解决方案,可以在不造成任何损坏的情况下对超材料进行动态行为评估。

  LIRAS技术已成功用于扫描超材料塔的缺陷,可能有助于在装配生产过程中检测不完美的结构。LIRAS的设置非常简单,可以在任何实验室设置中重新创建,从而可能加速超材料的发现过程。正如研究人员所建议的那样,超材料的实际应用包括提高超声探头的灵敏度和开发用于自行车头盔的抗冲击衬里。

  这项有前途的研究是在麻省理工学院纳米研究所的设施以及能源部堪萨斯城国家安全校区、国家科学基金会和 DEVCOM ARL 陆军研究办公室通过麻省理工学院士兵纳米技术研究所的支持下进行的。

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