我学者研发新型柔性声学超表面功能器件
文章来源：科技日报 更新时间：2023-09-07 16:17:26
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9月5日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)获悉，该院研究员郑海荣与华中科技大学教授祝雪丰、杨光等合作研发出新型柔性声学超表面功能器件，在高/超分辨医学成像、精准操控给药和可穿戴器件等方面具有重要应用前景。相关成果发表在《自然•通讯》上。
据了解，该器件基于二氧化硅纳米颗粒修饰的细菌—纤维素柔性超表面元材料研发，使得器件不仅有超疏水性——能够有效防止水滴在其表面停留，还有稳定性——纳米级的二氧化硅颗粒与细菌—纤维素结合，形成具有三维结构的纤维网络，其机械加工性能精度可达约10微米。 “以往声学超表面结构通常是刚性而固定的，厚度在毫米以上，甚至与波长相当，而且这些超表面的工作频率通常比较低，高频高性能应用受限。”郑海荣介绍，尽管高精度3D打印技术使加工更小的超表面构件成为可能，但当超表面的工作媒介为水等液体介质时，会面临新的挑战。 此外，得益于该种超表面元材料的超声绝缘性，研究者们设计制造出超薄、超轻的芯片级声学器件。例如，非局域全息超透镜和三维成像超透镜，实现了复杂全息声场和远场高分辨三维超声脉冲—回波成像。 细菌—纤维素超声超表面的加工和性能表征。受访者供图 剪裁加工的成像超透镜及其远场高分辨二维、三维超声脉冲—回波成像。受访者供图 剪裁加工的非局域全息超透镜及其复杂全息声场。受访者供图9月5日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)获悉，该院研究员郑海荣与华中科技大学教授祝雪丰、杨光等合作研发出新型柔性声学超表面功能器件，在高/超分辨医学成像、精准操控给药和可穿戴器件等方面具有重要应用前景。相关成果发表在《自然•通讯》上。 据了解，该器件基于二氧化硅纳米颗粒修饰的细菌—纤维素柔性超表面元材料研发，使得器件不仅有超疏水性——能够有效防止水滴在其表面停留，还有稳定性——纳米级的二氧化硅颗粒与细菌—纤维素结合，形成具有三维结构的纤维网络，其机械加工性能精度可达约10微米。 “以往声学超表面结构通常是刚性而固定的，厚度在毫米以上，甚至与波长相当，而且这些超表面的工作频率通常比较低，高频高性能应用受限。”郑海荣介绍，尽管高精度3D打印技术使加工更小的超表面构件成为可能，但当超表面的工作媒介为水等液体介质时，会面临新的挑战。 此外，得益于该种超表面元材料的超声绝缘性，研究者们设计制造出超薄、超轻的芯片级声学器件。例如，非局域全息超透镜和三维成像超透镜，实现了复杂全息声场和远场高分辨三维超声脉冲—回波成像。 细菌—纤维素超声超表面的加工和性能表征。受访者供图 剪裁加工的成像超透镜及其远场高分辨二维、三维超声脉冲—回波成像。受访者供图 剪裁加工的非局域全息超透镜及其复杂全息声场。受访者供图 |
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