俄羅斯克拉斯諾亞爾斯克科學中心和西伯利亞聯邦大學的科研人員從理論上研究納米圓盤二維光柵光學特性,并提出可監(jiān)測結構形變的光學傳感器模型。該研究成果發(fā)表在《納米材料》雜志上。

該設備的工作原理基于在變形過程中結構諧振波長的變化。研究人員發(fā)現,光柵在兩個相互垂直的方向被壓縮和拉伸時的光學反應不同。被壓縮時,共振波長沒有變化,但被拉伸時,可以觀察到產生移動。這種器件的靈敏度由結構變形系數相對于諧振波長的差異決定。

該設備應用范圍決定了其必須具有高彈性。因此,研究人員建議將納米顆粒置于凝膠基質中或植于柔性基材上,例如聚二甲基硅氧烷薄膜上。利用這些高彈性材料,使傳感器看起來像軟物質或活體組織。它能使傳感器像 “活體植物”一樣,根據光柵的變化和相應的光譜偏移,監(jiān)測結構變形。

這種結構利用其光柵變形進行監(jiān)測,而納米粒子本身沒有發(fā)生改變,從而保證其高靈敏度。采用此種方法,極大減少了設備技術難度,并降低了成本。