美國佐治亞大學的研究人員開發(fā)出一種新材料，暴露在陽光下一分鐘后可在兩周內發(fā)出近紅外光。該材料可廣泛應用于軍事、醫(yī)療及太陽能電池領域。相關論文發(fā)表在《自然—材料學》雜志網絡版。

研究人員最先研究的材料為三價鉻離子，這是一種著名的近紅外光發(fā)射源。當暴露在光線下，其電子從基態(tài)快速轉移到一個更高的能量狀態(tài)。隨著電子返回基態(tài)，以近紅外光釋放能量。但三價鉻離子發(fā)光的時間一般較短，通常為幾毫秒。在最新的研究中，研究人員采用鋅矩陣和鍺酸鎵構建迷宮“陷阱”，其化學結構可以捕獲和儲存激發(fā)能量，并在室溫下將儲存的能量以熱能的方式釋放回鉻離子，發(fā)出近紅外光的時間可長達兩周。

研究人員花了3年時間不斷完善配方。最初的材料只能發(fā)出幾分鐘的近紅外光，通過調整成分比例、燒結溫度和時間，最終使材料的發(fā)光時間長達兩周。不過研究人員相信，他們尚未找到最佳配方，該材料還有改進的余地。

研究人員還用了1年時間，在室內、室外、晴天、陰天、雨天及淡水、咸水等各種環(huán)境中測試材料。結果發(fā)現，即使漂白水中腐蝕后，該材料的性能仍能保持3個月不變。

研究人員認為，這種材料將在軍事、醫(yī)療和太陽能電池方面有著廣泛的應用。在軍事方面，可利用該材料制成陶瓷光盤，或將其粉末與涂料混合，作為照明光源，供配備了夜視裝備的部隊使用。在醫(yī)療上，可將其與納米粒子組配在一起，與癌細胞結合，將癌細胞的轉移視覺化。此外，由于這種材料具有非凡的存儲和轉換太陽能的能力，有望應用其制造更高效的太陽能電池