가스 감지 위해 빛 굴절 변화시키는 새로운 렌즈 개발

Seoul예나 대학의 과학자들이 수 밀리미터 크기의 작은 광학 렌즈를 제작했습니다. 이 렌즈는 기체가 존재할 때 빛의 굴절 방식을 변화시킵니다. 그들의 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈에 발표되었습니다.

렌즈는 특별한 종류의 유리로 만들어졌습니다. 이 유리는 독특한 구조를 가지고 있으며, 가스 분자를 담을 수 있는 작은 구멍이 있습니다. 이러한 구멍들은 렌즈의 작동 방식을 변화시킵니다.

렌즈에 대한 주요 사항은 다음과 같습니다:

• 크기: 몇 밀리미터에 불과함
• 재질: 하이브리드 유리
• 분자 구조: 가스를 수용할 수 있는 공동을 가진 3D 격자 구조
• 변화: 가스가 존재할 경우 굴절 특성이 변함

칼 자이스 재단이 연구를 지원하고 있습니다. 로타르 본드라첵은 예나 대학교의 교수로, 유리 화학을 연구하고 있습니다. 그는 여러 요인에 동시에 반응할 수 있는 소재를 개발 중이라고 말합니다. 예를 들어, 그들이 새롭게 개발한 하이브리드 유리 렌즈에서는 렌즈 물질이 기체를 흡수하면 빛의 굴절 방식이 변합니다.

팀은 전통적인 유리 제작 기법을 새로운 재료에 적용하는 데 어려움을 겪었습니다. 그들은 주로 가스 저장이나 분리에 연구되는 금속-유기 골격체를 사용했습니다. 그러나 이러한 물질은 대개 열을 받으면 분해되어 원하는 모양으로 형성하기 어렵게 만듭니다.

박사 후보생 옥사나 스미르노바가 이번 출판 작업을 주도하고 있다. 그녀는 매우 순수한 재료를 만드는 과정을 개발했다고 설명한다. 그 후, 재료를 최적의 형태로 다듬는 방법을 찾았다. 그들은 재료를 녹이고, 3D 프린팅한 틀에 부어 원하는 모양으로 압착하여 형성한다.

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팀은 렌즈의 기능에 미치는 작은 결함까지도 눈에 띌 수 있기 때문에 렌즈 모양을 신중하게 선택했습니다.

이 새로운 방법은 다양한 형태를 만들 수 있게 해줍니다. 이 방법은 작은 렌즈를 만드는 것 이상의 일을 할 수 있습니다. 본드라첵은 이러한 물질들이 논리 회로에도 사용될 수 있다고 생각합니다. 예를 들어, 빛이 렌즈에 닿을 때 가스가 흡수되면 빛이 특정한 방식으로 굴절되어 결합된 피드백을 제공합니다.

가스를 분리하는 데 사용할 수 있는 또 다른 방법으로는 막이 있습니다. 이 막은 가스 분자를 만나면 광학적 성질이 변합니다. 이러한 구성 요소는 센서에 사용되며 측정 방법을 더 효율적이고, 공간 절약적이며, 스마트하게 만들 수 있습니다.

알렉산더 크네벨 박사는 유리 화학 연구소에서 젊은 연구 그룹을 이끌고 있습니다. 그는 팀과 함께 새로운 재료 제작 방법을 개발했습니다. 그들은 매우 순수한 재료를 생산하는 것을 목표로 하였으며, 형성 공정을 완벽하게 하는 데 집중했습니다.

이 연구는 다양한 용도로 새로운 기회를 제공합니다. 이 소재는 쉽게 형태를 바꿀 수 있어 큰 장점입니다. 연구팀은 이러한 적응 가능한 소재가 여러 분야에 유용할 수 있다고 믿고 있습니다.