マイクロファイバーに関して言えば、研究者はもはや「氷を砕く」必要はありません。 ナノマテリアルの新たな発見のおかげで、彼らはそれを曲げることができるようになりました.
「私たちのグループは、20 年間シリカマイクロファイバーに取り組んできました」と彼は言います。 シン・グオ、中国の浙江大学の光学科学者であり、著者の一人 Scienceに掲載された研究の。 現在、彼のチームは、柔軟な氷のマイクロファイバーを最初に栽培したチームになりました。 それは壊れることなく、それ自体で折りたたむことができます。
柔軟で「弾力性のある」氷の作成
氷は、主にその結晶の構造の欠陥のために、もろい物質であることが知られています。 科学は、氷が水に変わったとき、またはその逆のときに分子レベルで何が起こるかをまだ完全には理解していません。 新しい超弾性氷マイクロファイバーの光学特性は、それらに影響を与える現象の理解を深めることができます 材料.
実験
研究者は、特殊なチャンバー内で華氏約-60度でタングステン針（単一原子の厚さ、これまでに作られた最も鋭利な物体）を冷却することにより、マイクロファイバーを作成しました. 次に、電界を使用して水蒸気を針の先端に引き付けました。 蒸気が凍ると、マイクロファイバーの 直径約5マイクロメートル、長さ約1ミリメートル。 この時点で、チームは気温を華氏-94度から-238度の間でさらに下げました。 彼らがそれを折りたたむことを試みたとき、彼らは彼らの実験がうまくいったことに気づきました。
得られた繊維は、通常の氷よりもはるかに大きい最大変形10,9％まで曲がる可能性がありますが、元の形状にも戻ります。
それは魔法のようなものです。 通常、完璧な氷の結晶はありません。 これで、非常に均一な特性を持つ一種のマイクロファイバーができました。
リミン・トン、浙江大学
フレキシブルアイスは何ができますか？
研究者たちは、この氷のマイクロファイバーを通して光を送りました。これは非常に透明で、光ファイバーと同様に機能することを発見しました。 さらに、このファイバーはウイルスやその他の微生物の検出にも使用できます。 マイクロファイバー上に小さな生物を配置し、それらを通して光を導くことにより、存在する可能性のある微生物の濃度、密度、または種類についてさらに学ぶことができます。
将来的には、柔軟な氷に対応したセンサーの構築にも取り組みます。 もちろん、この繊維は華氏約 14 度で溶けます。つまり、多くの状況では役に立たない可能性があります。 「これは実験室で非常に一般的な温度です」と Tong 氏は言います。 しかし、極地や宇宙の研究者は、本質的に低温であるため、それを利用している可能性があります。
おそらくもっと重要なことは、これらの凍った繊維を通して輝く光は、研究者が氷の相が変化したときに何が起こるかを研究するのに役立つ可能性があります。 相変化はマイクロファイバーを折りたたむだけで達成できるので、これは氷の結晶がどのように形成されるか、なぜそれらがそのように形成されるのか、そしてどの分子が関与するのかについてより多くを明らかにすることができます。
今のところ、次のステップは、より長い氷のマイクロファイバーを作ることができるかどうかを判断することです。 私はあなたを最新の状態に保ちます。
