石墨烯能表面现在可调谐可见光谱
曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的研究人员创造了具有独特可调范围的光学设备，涵盖整个电磁光谱，包括可见光。Nature Photonics上发表的一篇论文概述了这种“智能表面”技术的应用范围，从下一代显示设备到卫星的动态热毯和多光谱自适应伪装。
该器件的可调性是通过称为电嵌入的过程实现的，在这种情况下，该过程涉及将锂离子插入多层石墨烯(MLG)片之间，从而控制电、热和磁特性。
主起落架装置被层压并在具有超过90%的低密度聚乙烯袋真空密封的光学透明度从可见光线到微波辐射。
电荷由灰色变为金色
在充电(嵌入)或放电(脱嵌)期间，MLG 的电学和光学性质发生了巨大变化。由于顶部石墨烯层在可见光区的高吸收率(> 80%)，放电器件呈深灰色。当设备充满电(~3.8V)时，石墨烯层呈现金色。可以使用诸如薄膜干涉之类的光学效果来丰富可实现的色彩空间，以包括从红色到蓝色的范围。
该研究的主要作者 Coskun Kocabas 教授说：“我们通过结合石墨烯和电池技术，制造了一类具有以前无法实现的变色能力的新型多光谱光学设备。
“基于石墨烯的智能光学表面的成功演示使许多科学和工程领域的潜在进步成为可能。”
例如，动态热毯可以选择性地反射可见光或红外光，并允许卫星反射来自面向太阳的一侧的辐射，同时从其阴影面发射辐射。同样，当在地球的阴影中时，该毯子可以使卫星免受深空冷却[见下图]。这些动作将比静态热涂层更有效地调节内部温度。
先前的研究已经使用单层和多层石墨烯检查了微波、太赫兹、红外线和可见光等特定波长范围内的设备。但是，将覆盖范围扩展到可见光同时保持更长波长的光学活性是一项挑战，需要对设备结构进行创新，克服光学设备与电化学电池集成方面的既定困难。
“在这里，我们使用基于石墨烯的锂离子电池作为光学设备，”他补充道。“通过控制石墨烯的电子密度，我们现在能够在同一设备上控制从可见光到微波波长的光。”
诺贝尔奖获得者 Kostya Novoselov 教授是该论文的合著者，他说：“少层石墨烯通过充电提供了对其光学特性的前所未有的控制。这种设备可以在许多领域找到它们的应用：从自适应光学到热管理。”
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