光纤已经彻底改变了现代世界。一项新的研究表明，它还有更大的潜力。根据最近发表的一项研究，一种新型扁平光纤制造技术可以制造出高保真传感器，应用于从电池到桥梁等众多领域。
来自瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH）和英国南安普顿大学的研究人员开发了一种新型扁平石英光纤，其性能与传统的圆形光纤截然不同。这项发表在《自然通讯》上的研究成果介绍了一种高纵横比平台，该平台可以通过工程设计对压力、温度和其他物理变化做出强烈响应。
通过制造具有可控内部微结构的带状几何形状，研究团队证明了光纤的形状可以作为传感器的功能部件。研究人员没有采用常用的将圆形光纤压扁的方法，而是从一开始就预成型光纤，并利用激光玻璃加工技术添加内部结构，例如，空气通道或金属填充物。
实验室演示表明，这种扁平光纤的压力灵敏度比标准圆形光纤高出1000倍。研究团队还通过在部分内部微结构中填充锡基合金，展示了一种增强型温度传感版本。
瑞典皇家理工学院研究员帕维尔·马涅夫斯基表示：“这不仅仅是一根外观不同的光纤，它为光纤开辟了一个全新的设计空间。通过改变几何形状，我们可以使玻璃本身对周围物理环境的响应更加灵敏。”
这项突破建立在瑞典皇家理工学院和南安普顿大学在激光玻璃加工、特种光纤制造和光学传感领域的合作之上。最终成果是一种既能与现有光学系统兼容，又具备全新机械和传感功能的光纤。
其潜在应用范围十分广泛。扁平光纤可以嵌入复合材料中，使飞机、无人机和基础设施能够更好地感知内部应力和压力。同样的平台还可以支持更智能的电池技术，通过监测电池内部的压力和温度变化，可以及早发现异常情况。
与电子传感器不同，光纤不受电磁干扰，重量轻、体积小，并且能够在恶劣环境下工作。这些特性使其在航空航天、能源系统、生物医学设备和先进制造业等领域极具吸引力。
研究人员认为，这项研究预示着光纤技术将迎来更广泛的变革。未来的系统不仅能利用光纤传输光，还能利用光纤本身的几何结构来塑造材料的感知、响应和通信方式。
南安普顿大学教授克里斯·霍姆斯表示，这赋予了光纤新的维度，研究的下一步是将这一平台从概念验证传感阶段推进到实际应用阶段，例如，智能无人机、先进复合材料和更安全的能源技术。（航柯）
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