Новый чудо-полимер открывает доступную тепловизионную оптику

Oct 28, 2023

Поделитесь этим в социальных сетях:

Недавно обнаруженный полимер можно использовать для изготовления различных линз с исключительной прозрачностью для инфракрасного излучения (Изображение: Тонкин и др.)

Австралийские исследователи обнаружили недорогой полимер с «самой высокой прозрачностью в длинноволновом инфракрасном диапазоне, когда-либо зарегистрированной для пластика», который может открыть доступные линзы для тепловизионных камер.

Как сообщается в журнале Advanced Optical Materials, полимер может служить экономичной альтернативой очкам, которые в настоящее время используются для производства инфракрасной оптики.

Тепловые и инфракрасные изображения используются в различных отраслях, включая аэрокосмическую, оборонную, безопасность и наблюдение, медицину, электротехнику, исследование космоса и эксплуатацию автономных транспортных средств.

Однако оптические материалы, используемые в настоящее время для производства инфракрасных линз, а именно германиевые или халькогенидные стекла, могут быть дорогими, и их становится все труднее найти. Германий является дефицитным элементом и имеет высокую цену – линзы, изготовленные из него, могут стоить тысячи долларов – в то время как халькогенидные стекла часто изготавливаются с использованием токсичных элементов, таких как мышьяк или селен.

В поисках столь необходимой альтернативы многопрофильная группа из Университета Флиндерс в Аделаиде (Австралия) разработала решение с использованием совершенно нового полимера, изготовленного из серы и циклопентадиена – двух широко доступных и, следовательно, очень доступных материалов. Сера производится во многих миллионах тонн при переработке нефти, причем миллиарды тонн также доступны в геологических месторождениях, а циклопентадиен также получают из недорогих материалов, получаемых при переработке нефти.

Исследователи объединили два материала вместе в недавно разработанном реакторе, чтобы получить черный полимер с «самой высокой прозрачностью длинноволнового инфракрасного света, когда-либо зарегистрированной для пластика». По словам команды Флиндерса, реактор позволяет объединять доступные мономерные строительные блоки в газообразной форме, что ранее другие исследователи в этой области считали невозможным.

Полученный полимер затем можно отлить в различные линзы, причем такие методы значительно быстрее, чем производство линз, включающее, например, механические процессы, такие как фрезерование. Более того, новый полимер настолько доступен, что его количество, необходимое для производства линз весом 1 г, стоит менее 1 цента.

«Этот материал сочетает в себе высокую производительность, низкую стоимость и эффективное производство», — говорит кандидат наук Сэм Тонкин, первый автор новой статьи. «У него есть потенциал для расширения использования тепловидения в новых отраслях, которые ранее были ограничены высокой стоимостью германиевых или халькогенидных линз. Это быстро развивающаяся область, в которой в ближайшие несколько лет мы увидим впечатляющие успехи».

Исследователи добавляют, что тот факт, что полимер имеет черный цвет, также позволяет скрыть тепловизионное оборудование, например, в системах наблюдения.