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4月激光行业热点事件及技术进展点评

2016-05-06 09:26
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  霍金激光飞船探索外太空

  4月12日,赚了200万微博粉丝的霍金,联手俄罗斯亿万富豪尤里·米尔纳和Facebook创始人兼首席执行官扎克伯格,共同推出一项突破性的研究和工程方案,将向太空发射邮票大小的纳米航天器探索太空。

  项目名叫"突破星击" (Breakthrough Starshot),项目将由NASA艾姆斯研究中心前主任皮特·沃登牵头,聚集世界一流科学家和工程师组成委员会,用数年时间开发。米尔纳先期投入1亿美元,整个项目研发可能耗资50至100亿美元。具体方案为,通过卫星向太空释放数千个重量在1公克以下的形如蝴蝶,背后有帆的微型航天器,采用纳米技术,通过地面激光光束供能,以每小时1亿英里的速度,在未来20年内抵达最接近地球的半人马座阿尔法星宜居带,用其携带的摄像头、通讯设备和处理器等捕捉行星和其他科学数据的影像,并传回地球。

  点评:这项前瞻性太空探索计划,在很多人眼里或许还形如科幻,这里暂且不管未来会遇到怎样的困难,但是科学家对于未知事物敢于探索的勇气是值得钦佩。就像引力波,几十年前也是看起来非常梦幻,但是如今已成为事实。也许十几或者几十年后,科学家真能探索到半人马阿尔法星座。梦想要有的,万一实现了呢。而在这其中,激光技术已成为探索前沿领域重要手段。

  激光协力新型纳米技术定向精准爆破癌细胞

  研究人员把带有癌症免疫蛋白的纳米金属粒子注射到肿瘤细胞组织的血管中,纳米粒子会通过血管,进入肿瘤组织并聚集在癌细胞附件。当癌细胞将纳米金属颗粒吞噬后,通过弱红外激光照射手术部位,金属粒子发热,直接导致周围的液体汽化,产生气泡,最终气泡爆裂,将癌细胞撕的粉碎。最重要的是,这种气泡只会在癌细胞等有害细胞里面产生。并且这一定向"爆破"过程还会发生在即将变成癌细胞的不健康细胞里。

  点评:激光技术结合生物纳米技术,从定向"爆破"的角度突破治疗癌症的瓶颈,在这项科研成就中,红外激光的特殊性扮演了重要角色。可见激光技术与先进的材料和生物技术相结合,成为医疗技术进步提升的重要路径。

  全球首款石墨烯电子纸研发成功

  4月27日,全球首款石墨烯电子纸研面世,这款石墨烯纸以及相应的电子墨水配方和涂布工艺,使电子墨水能够涂覆于石墨烯薄膜上形成石墨烯电子纸。该石墨烯电子纸可与柔性或刚性驱动底板相结合,制作出刚性石墨烯电子纸显示屏和超柔性石墨烯电子纸显示屏。该石墨烯电子纸与传统的电子纸相比,具有弯曲能力更强,强度更高;相对比ITO薄膜,采用石墨烯不但能降低产品成本,而且石墨材料取之不竭;此外,由于石墨烯材料的透光率高,将会使电子纸显示的亮度更好。

  点评:目前的触摸屏制作中,一般使用激光光刻ITO薄膜形成电路使其产生功能,石墨烯的良好的导电性、高透明度、高强度使得电子石墨烯纸替代ITO将成为可能。目前触摸显示行业需求量巨大,一旦成功替代ITO,将为石墨烯材料产业带来巨大的市场。

  上海光机所超强超短激光成功产生反物质

  上海光机所强场激光物理国家实验室利用飞秒拍瓦激光装置和高压气体靶相互作用(如图),产生大量高能电子,高能电子和高Z材料靶相互作用,由韧制辐射机制产生高强度伽马射线,伽马射线再和高Z原子核作用产生正负电子对。正电子谱仪经过精心设计,成功解决了伽马射线带来的噪声问题,利用正负电子在磁场中的不同偏转特性,实验中在单发条件下就成功观测到了正电子。这是我国首次报道利用激光产生反物质。

  点评:反物质研究在高能物理、宇宙演化等方面具有重要意义。超短超强激光具有超强的光强、超高的能量密度、超强的光压,这些极端条件对创造特殊的科研环境有重要作用。基于此,超强超短激光已成了国际上的研究热点和竞争重点。未来,将会有更多相关科研成果出现。

 

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