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盖世汽车 2020-11-26

科学家集成光电探测器与玻璃 可用于挡风玻璃自动适应远光灯

盖世汽车讯 光电探测器也被称为光电传感器,能够将光能转换成电信号,完成诸如打开自动滑动门、在不同光照条件下自动调节手机屏幕亮度等任务。现在,据外媒报道,美国宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的研究人员寻求通过将光电探测器与耐用的 Gorilla 玻璃相结合,以进一步扩展光电探测器的使用范围。Gorilla 玻璃是美国康宁公司的产品,是一种用于制作智能手机屏幕的材料。

普通玻璃变成光电探测器(图片来源:宾夕法尼亚州立大学)

光电探测器与 Gorilla 玻璃集成在一起可能会促进 " 智能玻璃 "、或者配备自动传感性能的玻璃的商业化发展。据研究人员所说,智能玻璃有很多应用,如成像、高级机器人技术等。

工程科学与力学(ESM)系助理教授兼首席研究员 Saptarshi Das 表示:" 在玻璃上打造和缩放光电探测器时会有两个问题需要解决,首先必须在较低温下进行,因为玻璃会随着高温降解;其次,必须保证光电探测器采用最少的能量在玻璃上运行。"

为了克服第一个挑战,Das 与 ESM 系博士生 Joseph R. Nasr 合作,确定了化学化合物二硫化钼是一种最佳材料,可作为玻璃的涂层。

然后,材料科学与工程系(MatSE)教授 Joshua Robinson 以及 MatSE 系博士生 Nicholas Simonson 采用了 600 摄氏度(温度足够低,不会让 Gorilla 玻璃降解)的化学反应堆,将化合物和玻璃熔合在一起。接下来,研究人员采用传统的电子束光刻工具将玻璃和涂层打造成一个光电探测器。

Nasr 表示:" 然后,我们用绿色 LED 照明来测试此种玻璃,与在类似的光电子研究中常用的激光照明不同,绿色 LED 模仿了一种更自然的光源。"

二硫化钼光电探测器的超薄机身使其能够更好地控制静电,并确保其能够以低功率运行,而后者是未来智能玻璃技术的关键需求。

研究人员表示,如果得以实现商业化,智能玻璃可能会推动制造业、民用基础设施、能源、医疗保健、交通、航空航天工程等广泛行业的技术进步。该项技术可用于生物医学成像、安全监控、环境传感器、光学通信、夜视、运动探测以及用于自动驾驶车辆和机器人的避碰系统。

Robinson 表示:" 在夜间驾驶时,汽车挡风玻璃上的智能玻璃可以采用该项技术自动改变不透明度,以适应迎面驶来车辆的远光灯。而新型波音 757 飞机可以在飞行员和乘客窗户上采用该玻璃,以自动调暗阳光。"

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