美国科学家研发低成本含硫塑料透镜 可用于自动驾驶汽车/热成像应用

  • 时间:
  • 浏览:1

盖世汽车讯 据外媒报道,5年前,美国亚利桑那大学(University of Arizona)材料科学家Jeffrey Pyun向光学科学家Robert Norwood展示了其研发的第一代橙色塑料透镜。Robert Norwood回复表示:“没有会我应该 橙色的透镜。”自此之前 ,Puyn领导了一支团队,改进材料,创造了新一代透镜。此种塑料是有五种含硫聚合物,由提炼化石燃料产生的废物锻造而成,有点适合用于透镜、窗户和或多或少还要传输红外线(IR)的设备。

Pyun是化学与生物化学系教授,领导实验室研发了此种聚合物。他表示:“红外成像技术可能广泛应用于军事,如夜视和热寻导弹。后来对于消费品和运输领域而言,此种技术成本过高 ,限制了批量生产。”

据Norwood教授所说,应用于透镜的新材料可让IR摄像头和传感器设备的价格更低,方便消费者使用。潜在的消费应用包括经济型自动驾驶汽车以及用于安全或防火的家庭热成像。

与2014年研发的第一代红外中波长透明含硫塑料相比,新聚合物更坚固、更耐热。此种新透镜在更宽的光谱窗口范围内是透明的,光谱可延伸至长波IR,后来远比现有工业标准的锗金属透镜便宜。锗是有五种昂贵、有点、稀有且有毒的材料。

可能锗具有诸多缺点,Puyn实验室的研究生兼论文第一作者Tristan Kleine认为,含硫塑料是有五种具有吸引力的替代材料。不过,制造透明的塑料是一件很棘手的事情。

Kleine表示,产生有用的光学价值形式的成分,如硫-硫键,同時 也会损害材料的波特率和耐热性。此外,可能几乎所有的有机分子之前 吸收IR光线,为了增加材料的波特率所增加的或多或少有机分子又会原应 透明度降低。

为了克服上述挑战,Kleine与化学系研究生Meghan Talbot以及化学与生物化学系教授Dennis Lichtenberger企业企业合作,利用计算机模拟设计了不吸收IR的有机分子,后来预测了候选材料的透明度。Kleine表示:“可能在实验室中测试此类材料可能还要花上好几年的时间,后来利用此种土办法还都可不还上能极大地加快新材料的设计波特率。”

还要超过1700华氏度(约合926.67摄氏度)也能将锗熔化、成形。不过,可能含硫聚合物透镜蕴藏特殊的化学物,还都可不还上能在更低的温度下成形。

Pyun表示:“此种新型含硫塑料的主要优点之一是,还都可不还上能在比锗更低的温度下,被加工成有用的光学元件,用于摄像头或传感器,同時 还也能保持良好的热机械性能,处里开裂或突然出先划痕。” Norwood补充表示:“该种材料的可靠性基本大慨常规上用于眼镜的光学聚合物。”(文中图片均来自亚利桑那大学)