最新黑科技 将光电二极管制成可清洗柔软织物

麻省理工学院将包括LED和二极管光电探测器在内的高速光电半导体器件嵌入到光纤中，制成一种用于通信系统的可清洗柔软织物。他们将这些光电二极管嵌入光纤其中，也许可以构建关于光纤的新“摩尔定律”。

传统来说，光纤是通过制造一种称为“预制棒”的圆柱形物体制成的 - 这种物体基本上是放大版的光纤。然后对“预制棒”加热至软化，这时在张力下对材料拉伸或下拉，最后形成的光纤通过线轴收集。

麻省理工学院表示，生产这些新光纤的关键突破是将一粒沙子大小的半导体发光二极管和一对只有头发丝直径几分之一的铜线嵌入到预制棒中。在光纤拉丝工艺中，当聚合物预制棒在炉子中被加热时，它会部分发生液化，并形成细长的光纤，而半导体发光二极管会沿其中心排列并通过铜导线实现电性连接。

在这种情况下，以上的固态器件是使用标准微芯片技术制造的两种类型的电二极管，即发光二极管（LED）和光敏二极管。在光纤拉丝工艺过程中，“固态器件和铜导线在周围聚合物材料收缩时，仍然能够保持原有尺寸”，麻省理工学院前研究生（也是这项研究的第一作者）迈克尔·莱恩解释说。通过如上工艺最终制成的光纤最后被编成织物，研究中这种织物还被洗涤了10次，以证明其作为衣物穿戴材料的实用性。

上图使用新工艺制造的嵌入发光二极管细软光纤正通过打开和关闭光电二极管以展示其功能。另外，该团队还使用类似的光纤将音乐传输到探测器光纤中，这种光纤即使在水下也能工作。（图片来源：MIT）

“这种方法为我们制造光纤的过程增添了新的认识，”莱恩说，“我们不是将所有材料部件一起以液态形式拉丝形成，而是将器件与细金属线以一种颗粒的形式混合在一起。”

将功能器件嵌入到光纤材料本身的一个优点是，这些器件可以很好地利用光纤自身固有的防水性。为了证明这一点，该团队将一些光电探测纤维放入鱼缸内。鱼缸外的灯以快速光学信号的形式，通过水将音乐传送到光纤中。据该团队称，水缸中的光纤将光脉冲转换为电信号，然后转换成音乐，该光纤在水中存放了数周仍然没有出现问题。

麻省理工学院教授和莱恩的项目研究顾问尤芬科表示，首批采用这项技术的商业产品最早可能于明年进入市场。“这将是第一个织物结构通信系统。我们现在正在以前所未有的速度和规模将该技术转移到国内制造商和工业应用中去。”

除了通信领域，研究人员相信这种光纤还可以用于生物医学领域。例如，使用这种纤维的装置可用于制造可测量脉搏或血氧水平的腕带，或编织成绷带以连续监测愈合过程。