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一、概況

麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員近日開創(chuàng)性地利用超快激光脈沖，推出了一項名為激光誘導(dǎo)諧振聲譜學(xué)（LIRAS）的新技術(shù)，以實現(xiàn)對超材料的快速測試。該技術(shù)為超材料快速進入實際應(yīng)用領(lǐng)域提供了可能性。超材料是由日常材料如聚合物、陶瓷和金屬制成的產(chǎn)品，通過精確構(gòu)造在微觀尺度上，可以呈現(xiàn)出非同尋常的性質(zhì)。

二、技術(shù)看點

傳統(tǒng)上，對超材料的測試主要依賴于3D打印，使用快固化的塑料。然而，這些塑料容易變脆、易于開裂，并在彎曲時失去形狀。為了克服這些限制，MIT的研究人員與美國初創(chuàng)公司Inkbit合作，發(fā)明了一種新的3D打印技術(shù)，可以使用慢固化的塑料，如硫化物和環(huán)氧樹脂。這些塑料具有卓越的彈性和耐久性，更適合組合軟硬兩種材料。

這一新技術(shù)的關(guān)鍵是一種3D激光掃描儀，用于掃描每一層打印出的結(jié)構(gòu)，檢測任何不規(guī)則，并相應(yīng)地調(diào)整要打印的材料數(shù)量。與傳統(tǒng)的刮刀平整表面的方法不同，這種技術(shù)無需刮刀，避免了對慢固化塑料的損害。

以激光超聲技術(shù)測試超材料，團隊使用調(diào)諧到超聲頻率的短激光脈沖，無需接觸即可探測對象，例如金薄膜。由此產(chǎn)生的超聲波使物體振動，科學(xué)家可以利用這一振動頻率確定物體的納米級厚度，同時還可用于檢測缺陷。

該團隊通過在芯片上打印數(shù)百個微小塔樓，并使用激光脈沖誘導(dǎo)振動，測量其響應(yīng)，成功測試了他們的設(shè)置。通過比較具有缺陷的塔樓和無缺陷塔樓的振動特征，團隊還能夠掃描塔樓的缺陷。

三、結(jié)語

MIT的這一激光誘導(dǎo)諧振聲譜學(xué)技術(shù)為超材料領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新，為超材料的設(shè)計、測試和應(yīng)用提供了新的可能性。通過采用慢固化塑料，該技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)塑料的脆弱性和失真問題，從而更好地模擬超材料在實際應(yīng)用中的行為。這不僅為超材料的科學(xué)研究提供了更準(zhǔn)確的工具，也為其在現(xiàn)實世界中的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。激光超聲技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，特別是在掃描缺陷和調(diào)整打印過程中的實時反饋方面，使得這一技術(shù)更為高效和可靠。

總體而言，MIT的LIRAS技術(shù)代表了科學(xué)家們在突破技術(shù)瓶頸、拓展材料科學(xué)邊界方面的努力。這一技術(shù)的成功實現(xiàn)為超材料研究和應(yīng)用領(lǐng)域帶來了嶄新的可能性，為未來的材料創(chuàng)新和工程設(shè)計提供了更為廣闊的發(fā)展空間。

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