Ny form for grafenbaseret optisk materiale udviklet

Forskere ved University of Sydney, Swinburne University of Technology og Australian National University har samarbejdet om at udvikle en solabsorberende, ultratynd film med unikke egenskaber, der har et stort potentiale for brug ved solvarmehøst.

90-nanometer-materialet er 1000 gange finere end et menneskehår og kan hurtigt opvarmes til 160 grader under naturligt sollys i et åbent miljø.

Dette nye grafen-baserede materiale åbner også nye veje inden for:

• termofotovoltaik (direkte omdannelse af varme til elektricitet)
• afsaltning af havvand fra solenergi
• infrarød lyskilde og varmelegeme
• optiske komponenter:modulatorer og forbindelser til kommunikationsenheder
• fotodetektorer

Det kan endda føre til udvikling af usynlig tilsløringsteknologi via store tynde film, der omslutter de objekter, der skal skjules.

Professor Martijn De Sterke fra University of Sydney Nano Institute og School of Physics er direktør for Institute for Photonics and Optical Science. Han sagde:"Gennem vores samarbejde, vi kom frem til et meget innovativt og vellykket resultat.

"Vi har udviklet en ny klasse af optisk materiale, hvis egenskaber kan indstilles til flere formål."

Forskerne har udviklet en 2,5 cm x 5 cm arbejdsprototype for at demonstrere den fototermiske ydeevne af den grafenbaserede metamaterialeabsorber.

De har også foreslået en skalerbar fremstillingsstrategi til at fremstille den foreslåede grafenbaserede absorber til lave omkostninger.

"Dette er blandt mange grafeninnovationer i vores gruppe, "sagde professor Baohua Jia, Forskningsleder, Nanophotonic Solar Technology, i Swinburnes Center for Mikrofotonik.

"I dette arbejde, det reducerede grafenoxidlag og gitterstrukturer blev overtrukket med en opløsning og fremstillet ved en laser -nanofabrikationsmetode, som er både skalerbare og lave omkostninger. "

"Vores omkostningseffektive og skalerbare grafenabsorber er lovende for integreret, store applikationer, såsom energi-høst, termiske emittere, optiske sammenkoblinger, fotodetektorer og optiske modulatorer, "sagde første forfatter til forskningsartiklen, Dr. Han Lin, Seniorforsker ved Swinburne's Center for Micro-Photonics.

"Fremstilling på et fleksibelt underlag og robustheden fra grafen gør det velegnet til industriel brug, "Dr. Keng-Te Lin, en anden forfatter fra Swinburne, sagde.

"Den fysiske effekt, der forårsager denne fremragende absorption i et så tyndt lag, er ganske generelt og åbner derved en masse spændende applikationer, sagde Dr. Bjørn Sturmberg, der afsluttede sin ph.d. i fysik ved University of Sydney i 2016 og er nu underviser ved Australian National University.