神奇！浙大学者把冰变柔软，还制成了光纤

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神奇！浙大学者把冰变柔软，还制成了光纤

浙江日报

发布时间: 07-09 10:23浙江日报官方账号





浙江新闻客户端记者 曾福泉

炎炎暑热中，浙江大学光电学院童利民教授团队及其合作者完成了一项“凉”意十足的研究——他们把冰变得纤细柔软，并制成了光纤。相关论文已在最新一期《科学》发表。

零下150摄氏度的低温环境中，一根比头发丝还要纤细的冰单晶微纳光纤展现出神奇的性质：不再像普通的冰块那样坚硬易碎，而是具有弹性、可以灵活弯曲，这就让它有了光纤般传输和操控光的能力。

目前常规的玻璃光纤是由氧化硅即石英砂制成的，被“光纤之父”高锟先生称为“古沙传捷音”。童利民说，冰微纳光纤的出现表明，比古沙更普遍的冰也能“传捷音”。

童利民团队。

“让冰能够弯曲，关键在于完美地实现冰单晶的结构。”童利民介绍，研究团队改进了已有的电场诱导冰晶制备方法，自行搭建生长装置，成功生长了直径从800纳米到10微米的高质量冰单晶微纳光纤。借助冷冻电镜，能清晰地观察到这些冰单晶具有很好的直径均匀性和表面光滑度，由此展现出全新的物理性质。

低温环境中，研究人员测得冰微纳光纤的弹性应变值为10.9%，远高于通常情况下冰0.3%的弹性应变值。这个数值越高，表明材料越有弹性、越容易自由弯曲。童利民认为，冰微纳光纤的弹性应变值已经接近冰的理论弹性极限。这是对冰物理认识的重大进步，将启发人们用冰作为材料制备更多微纳尺度的复杂功能结构。

专家表示，冰微纳光纤有着独特的应用前景，有望在许多于低温环境中开展的科学研究一展身手。如冰微纳光纤具有实现超低损耗光传输的潜能，在低温波导、量子光学等研究领域可望有用武之地。相比玻璃光纤，冰微纳光纤对生物友好，特别适合用来制备生物传感器。地外天体往往温度极低，在未来的宇宙探测中，也蕴藏着冰微纳光纤的全新应用可能。