新型夜光材質充電一分鐘,可發出紅外光長達兩週 新型夜光材質充電一分鐘,可發出紅外光長達兩週

新型夜光材質充電一分鐘,可發出紅外光長達兩週

新型夜光材質充電一分鐘,可發出紅外光長達兩週

夜光設備在陽光照射後會發出可見光,如今已像手錶一樣普及。但如果你既想看清目標又不想被發現——比如你是一名特種部隊士兵,需要在追蹤敵人的同時查看時間——這類設備就顯得不太理想了。在這種情況下,夜光設備會更加有效。現在,喬治亞大學的科學家發明了一種新型夜視設備,這種材料在光照一分鐘後就能發出持久的紅外光。

只有透過夜視眼鏡才能看到光。

可見光螢光粉自1996年問世以來,如今幾乎每種顏色都有對應的化合物。它們被廣泛應用於交通標誌、安全標誌、顯示器等各種設備中,在光照消失數小時後仍能發出餘輝。現在,喬治亞大學物理學教授潘正偉(Zhengwei Pan)開發了第一個基於三價鉻離子的可適應性強、持續時間長的近紅外線螢光粉。這種螢光粉中的電子在光照下被激發,躍遷到更高的能階,然後又回落到基態。這種能量損失表現為近紅外光譜範圍內的一次閃光。但這種閃光持續時間很短,因此潘正偉及其同事必須將其捕獲。

Pan等人使用鋅和一種名為鎵鍺酸鑭的礦物作為基質,其中鎵鍺酸鑭含有Cr³⁺離子。這種基質如同迷宮一般,能夠捕獲並長期儲存電子能量。作者指出,餘輝強度最初會迅速下降,但隨後會減緩,最終衰減得非常緩慢。在室溫下,儲存的能量會以連續近紅外光的形式逐漸釋放。研究人員表示,這種發光現象可以持續長達兩週。

他們在自然陽光、濾色陽光和螢光燈下進行了測試,發現即使在陰天,只需幾秒鐘的光照就能使其發光。這種材料在液體中也有效,包括自來水、鹽水和漂白劑,這使其在深海應用甚至生物體中都非常有用。研究人員表示,這種材料還可用於開發更有效率的太陽能電池、與癌細胞結合的奈米顆粒,或僅能透過紅外線眼鏡才能看到的紅外線塗料。在上圖中,潘和博士後研究員劉峰展示了他們用這種新型螢光粉製作的喬治亞大學(UGA)標誌。這張照片沒有外部光源,是用夜視單筒望遠鏡拍攝的,曝光時間為4秒。

這項研究成果發表在《自然材料》的線上早期版。

[via BBC]