用于软光机械器件的超宽频光吸收Fe /聚合物柔性超材料

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:48
文章英文标题
Ultrabroadband light absorbing Fe/polymer flexible metamaterial for soft opto-mechanical devices
正文
超宽频光吸收器正吸引越来越多的兴趣应用于能量收集、光探测、自调节设备或软机器人。然而，目前的吸收体显示出有害的不足吸收光谱范围，或光角度和偏振相关。这里我们表明，未被发掘的高阻尼等离激元材料的光学特性与聚合物薄膜的红外吸收结合，使得开发超宽频吸光软超材料成为可能。所研制的超材料由纳米结构的Fe层机械耦合到薄的聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜上，表现出前所未有的超宽带和角度无关的光吸收( 300 ~ 18000nm范围内平均为84 % )。超材料优异的光热效应和大的热膨胀失配被有效地转化为大的机械偏转，我们利用它展示了一个人工虹膜，自调节从紫外到长波红外的透射光功率，一个无绳光控制的机械夹持器和一个光触发的电开关。
文章内容（英文）
Ultrabroadband light absorbers are attracting increasing interest for applications in energy harvesting, photodetection, self-regulated devices or soft robotics. However, current absorbers show detrimental insufficient absorption spectral range, or light angle and polarization dependence. Here we show that the unexplored optical properties of highly-damped plasmonic materials combined with the infrared absorption of thin polymer films enable developing ultrabroadband light-absorbing soft metamaterials. The developed metamaterial, composed of a nanostructured Fe layer mechanically coupled to a thin polydimethylsiloxane (PDMS) film, shows unprecedented ultrabroadband and angle-independent optical absorption (averaging 84% within 300–18000 nm). The excellent photothermal efficiency and large thermal-expansion mismatch of the metamaterial is efficiently transformed into large mechanical deflections, which we exploit to show an artificial iris that self-regulates the transmitted light power from the ultraviolet to the long-wave infrared, an untethered light-controlled mechanical gripper and a light-triggered electrical switch.
来源出处
Journal|[J]Applied Materials TodayVolume 23, 2021.
DOI
https://doi.org/10.1016/J.APMT.2021.101052

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