新型智能玻璃的制造方法：掺入发光纳米颗粒
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引言
在一项新“直接掺杂”流程的重大突破中，科学家们将发光的纳米颗粒掺入到玻璃中，让它可以保持几乎透明，但是受到低频光激发后，会发出明亮的光。它能够被塑造成任何形状，甚至压制成光纤。研究人员声称，这种新的“混合玻璃”，可以用来设计新的智能玻璃设备，包括三维显示设备和远程辐射传感器。研究在最近的先进光学材料杂志上发表。
原理
澳大利亚阿德莱德大学的研究人员，和麦格理大学和墨尔本大学的研究人员一起合作，使用两温玻璃溶解技术，将增频变频冷光纳米颗粒直接掺进透明物质中，设计了这种发光玻璃。当两个或者更多的低能量，长波长（通常是红外线）光子，被掺入的纳米颗粒吸收时，发出冷光。然后，这些颗粒激发出单个高能量，短波长的光子作为回馈。
应用
“这些新颖的发冷光的纳米颗粒，叫做增频变频纳米颗粒，已经成为了各种各样超高技术应用的重要选择方案，例如生物传感，生物医学成像和三维显示。”阿德莱德大学物理科学学院，和光子学和先进传感技术研究所（IPAS）的Tim Zhao博士说，“在玻璃中，掺入这些通常是惰性的纳米颗粒，可以组成新的混合材料和设备，利用纳米颗粒的这些优势属性，完成我们之前不能完成的任务。”
Zhao博士相信，这种类型的玻璃的应用，例如冷光玻璃吸管来检测大脑中单独的神经元，取代目前的染色和激光导向器的方法，因为冷光玻璃可以被像闪光灯一样使用，作为外科医生在复杂通路中的向导。
研究人员也相信，他们的新直接掺杂方法，可以被用于嵌入具有光子，电子或者磁场属性的其他类型纳米颗粒，让玻璃在更广科学领域应用。
“如果我们在玻璃中，注入了对于辐射敏感的纳米颗粒，然后，将混合玻璃做成纤维，我们可以使用它作为对于核设施进行监测的传感器。”
挑战与未来
在此之前的研究中，在玻璃中掺入增频变频的纳米颗粒，需要相对缓慢复杂的方法，纳米颗粒需要在玻璃中慢慢“成长”。这样需要很长的等待时间，并且更重要是，颗粒在玻璃的自身内部不均匀地分布着。
“使用我们新的直接掺杂技术，包括单独合成纳米颗粒和玻璃，然后使用恰当的条件将它们结合，这样能够让纳米颗粒完好无损的分布在玻璃中，”Zhao博士说，“纳米颗粒保持功能性，并且玻璃的透明度仍然和原来一样。我们正在努力研究，全新的混合玻璃以及基于光的设备技术。”
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