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厨爹 2024-06-09 17:40

  戴眼镜的朋友都希望镜片能够薄一点,因为越薄越轻。戴隐形眼镜的朋友通常没有这方面的要求,因为隐形眼镜本身就非常薄了,可以说很多都是薄如蝉翼。那么最薄的镜片有多薄呢?

  

  国际知名期刊《纳米快报》杂志5月30日刊文称:美国斯坦福大学与荷兰阿姆斯特丹大学的科学家们联手合作,于近日成功研制出世界上最薄的镜片,其厚度仅有0.6纳米,相当于三个原子的直径,简直是让人叹为观止。

  

  一张A4纸的厚度大约为0.1毫米,也就是100微米,而1微米等于1000纳米,那这么算下来,一张纸的厚度就相当于这种世界上最薄的镜片的厚度的16万余倍,或者说这种镜片的厚度还不到一张纸的16万分之一。

  

  如果从侧面去看这种镜片,人眼是根本就看不到它的,因为它的厚度只有三个原子,人眼的光学敏感度根本达不到对如此小的长度成像。而又由于这种镜片的透光性极强,体积也不大,所以即使从正面去看这种镜片,人眼也很难直接看到它,称它为薄到看不见的镜片毫不夸张!

  

  在光学领域中,透镜是常用的基础元件,其作用是收集、弯曲并聚焦光线。从古老的放大镜到现代的显微镜、望远镜,再到日常使用的眼镜和隐形眼镜,透镜始终扮演着不可或缺的角色。然而,随着科技的发展,对于透镜的要求也越来越高,尤其是在轻薄化、高效化方面。

  

  传统的透镜设计通常采用玻璃或其他透明材料制成,尽管性能优越,但厚度和重量问题始终存在。为了解决这一难题,科学家们不断探索新的材料和设计。其中,菲涅尔透镜作为一种替代设计,通过一系列同心圆材料的巧妙排列就可以将光线衍射到一个焦点,这样虽然牺牲了部分的图像清晰度,但显著降低了透镜的厚度,因此在光学领域中有着大量的应用。

  

  之前,人们制作镜片大多会使用玻璃树脂或水凝胶。此次斯坦福大学和阿姆斯特丹大学的科学家们采用了一种名为二硫化钨的材料,通过精确控制同心环的结构,成功制造出了厚度仅为0.6纳米的透镜,其排列层次也基本就是三个原子的环状排列。

  

  从原理上来说,这种新型透镜就是基于“激子”的形成和衰变,能够选择性地聚焦波长较长的红光,而其他波长的光由于波长较短,则几乎能不受影响地通过。这使得这种透镜可以通过同心圆结构将红光聚焦到中心点上。

  

  有业界专家认为,在实际应用中,这种超薄的透镜具有诸多优势。首先,其轻薄的设计使得透镜可以更加灵活地应用于各种场景,尤其是在可穿戴设备和增强现实技术中。

  

  想象一下,未来的眼镜或隐形眼镜不仅能够矫正视力,还能通过内置的微型透镜实时收集信息、显示图像,为用户提供更加丰富的视觉体验。

  其次,这种新型透镜的制造过程相对简单,成本较低,有望推动光学技术的普及和应用。随着技术的不断成熟和成本的降低,这种超薄透镜有望广泛应用于医疗、通信、安防等领域,为人类社会的发展和进步贡献力量。

  

  一种镜片的厚度只相当于三个原子的直径,一张纸就比它厚了16万倍,这一成就不仅展示了人类科技的无限可能,也为未来的光学应用带来了无限机遇,为光学研究提供了新的思路和方法。今后科学家们可以通过进一步探索材料的特性和设计原理,开发出更加高效、灵活、多功能的透镜产品,满足人们对于光学技术的不断追求和期待。


jjybzxw 2024-06-09 18:08
科学家造出世界最薄镜片,薄到人眼看不见,纸的厚度是它的16万倍,这种说法并不准确。根据我所了解的信息,科学家确实已经创造出极其薄的镜片,但是它们并非“薄到人眼看不见”,实际上,人眼是可以看到这种镜片的,因为它们具有一定的尺寸和面积。至于“纸的厚度是它的16万倍”,这个比例可能有所夸大。一张普通的打印纸的厚度大约为0.1毫米,而目前已知最薄的镜片,如前文所述,是0.6纳米厚。这意味着纸的厚度大约是这种超薄镜片厚度的1.67×10^5倍,而不是16万倍。

需要注意的是,这种比较并不意味着镜片的厚度比纸的厚度更重要,而是展示了科技进步的惊人之处,即我们现在已经能够制造出如此薄的光学元件。这种超薄镜片的研发是一个重要的科学成就,它可能会推动一系列新技术和应用的发展,包括但不限于可穿戴设备、智能手机、医疗设备、航空航天和能源领域。

让我为您详细介绍这种超薄镜片的技术细节以及潜在的应用前景。

**技术细节:**

这种超薄镜片由美国斯坦福大学与荷兰阿姆斯特丹大学的科学家联合研发,其关键在于使用了一种名为二硫化钨(WS2)的二维材料。这种材料属于过渡金属硫属化合物,因其独特的光学和电学性质而在纳米科技领域受到广泛关注。

镜片的制造过程涉及到了精确控制的同心环结构,这些同心环以三层原子的厚度形成,从而使得整个镜片的厚度仅为0.6纳米。这样的厚度远远超过了之前任何透镜的记录,使其成为世界上最薄的镜片。

这种超薄镜片的工作原理基于“激子”的概念。激子是由一个电子及其对应的空穴(即缺少电子的状态)组成的束缚态,它们会在二硫化钨中形成,并在一定时间后衰变成光子。通过控制激子的形成和衰变,这种镜片能够选择性地聚焦波长较长的红光,而其他波长的光则几乎不会被聚焦。

**潜在应用:**

1. **可穿戴设备:**由于其轻薄的特性,这种镜片可以用于制造更舒适的智能手表、健康监测设备等可穿戴设备,而不会增加设备的负担。

2. **智能手机和电脑:**可以集成到手机摄像头或其他小型传感器中,使设备更轻薄,同时改善光学性能。

3. **医疗设备:**在显微镜或内窥镜等领域,超薄镜片可以提供新的视角和成像方法,有助于提高诊断和治疗的准确性。

4. **航空航天:**在空间探索中,轻质的光学组件对于减少发射成本至关重要。超薄镜片可以在这方面发挥重要作用。

5. **能源:**在太阳能电池板中使用超薄镜片,可以提高对阳光的捕获效率,从而提升太阳能转换效率。

尽管这种超薄镜片的前景看起来非常广阔,但目前仍面临着许多挑战。例如,如何确保这种镜片的稳定性和可靠性,如何处理生产过程中可能出现的缺陷,以及如何将这种镜片集成到现有的光学系统中等等。这些问题都需要科研人员在未来的研究中一一克服。

总的来说,这种世界上最薄的镜片的研发是一个重大的科学突破,它预示着未来光学和相关领域的巨大发展潜力。随着技术的不断进步,我们期待这种超薄镜片能在不久的将来实现商业化应用,并为我们的生活带来前所未有的便利。


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