高頻太赫茲波在下一代醫(yī)學(xué)成像和通信等許多應(yīng)用中具有巨大的潛力。瑞典林雪平大學(xué)的研究人員在《先進(jìn)科學(xué)》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中表明，太赫茲光通過(guò)纖維素和導(dǎo)電聚合物制成的氣凝膠的傳輸是可以調(diào)節(jié)的。這是開(kāi)啟太赫茲波更多應(yīng)用的重要一步。

太赫茲范圍涵蓋了電磁波譜上介于微波和紅外光之間的波長(zhǎng)。它的頻率非常高。正因?yàn)槿绱�，許多研究人員認(rèn)為太赫茲范圍在太空探索、安全技術(shù)和通信系統(tǒng)等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

氣凝膠可以通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)改性獲得高疏水性。

在醫(yī)學(xué)成像中，它也可以成為X射線檢查的一個(gè)有趣的替代品，因?yàn)樵摬�可以穿過(guò)大多數(shù)非導(dǎo)電材料，而不會(huì)損傷任何組織。

然而，在太赫茲信號(hào)被廣泛使用之前，有幾個(gè)技術(shù)障礙需要克服。例如，很難以有效的方式產(chǎn)生太赫茲輻射，并且需要能夠接收和調(diào)節(jié)太赫茲波傳輸?shù)牟牧稀?/p>

氣凝膠使用水溶液制造，不需要復(fù)雜的制造程序，因此有望以低成本進(jìn)行大規(guī)�？沙掷m(xù)生產(chǎn)

林雪平大學(xué)的研究人員現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一種材料，這種材料可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)開(kāi)啟和關(guān)閉太赫茲信號(hào)的吸收。這種材料是一種氣凝膠，是世界上最輕的固體材料之一。

林雪平大學(xué)有機(jī)電子實(shí)驗(yàn)室博士后Shangzhi Chen說(shuō)：“這就像太赫茲光的可調(diào)節(jié)濾波器。在一種狀態(tài)下，電磁信號(hào)不會(huì)被吸收，而在另一種狀態(tài)中，它可以被吸收。這種特性對(duì)來(lái)自太空的長(zhǎng)程信號(hào)或雷達(dá)信號(hào)很有用�！�

林雪平的研究人員使用導(dǎo)電聚合物PEDOT:PSS和纖維素制造了他們的氣凝膠。他們還在設(shè)計(jì)氣凝膠時(shí)考慮到了戶外應(yīng)用。它既防水（疏水），又可以通過(guò)陽(yáng)光加熱自然解凍。

與用于制造可調(diào)諧材料的其他材料相比，導(dǎo)電聚合物具有許多優(yōu)點(diǎn)。除其他外，它們具有生物相容性、耐久性和良好的調(diào)諧能力�？烧{(diào)諧性來(lái)自于改變材料中電荷密度的能力。與其他類似材料相比，纖維素的巨大優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)成本相對(duì)較低，并且它是一種可再生材料，是可持續(xù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

LOE的博士后Chaoyang Kuang說(shuō)：“太赫茲波在寬頻率范圍內(nèi)的傳輸可以調(diào)節(jié)在13%到91%之間，這是一個(gè)非常大的調(diào)制范圍�！薄�

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2023-12-aerogel-key-future-terahertz-technologies.html

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202305898