一、概况
麻省理工学院（MIT）的研究人员近日开创性地利用超快激光脉冲，推出了一项名为激光诱导谐振声谱学（LIRAS）的新技术，以实现对超材料的快速测试。该技术为超材料快速进入实际应用领域提供了可能性。超材料是由日常材料如聚合物、陶瓷和金属制成的产品，通过精确构造在微观尺度上，可以呈现出非同寻常的性质。
二、技术看点
传统上，对超材料的测试主要依赖于3D打印，使用快固化的塑料。然而，这些塑料容易变脆、易于开裂，并在弯曲时失去形状。为了克服这些限制，MIT的研究人员与美国初创公司Inkbit合作，发明了一种新的3D打印技术，可以使用慢固化的塑料，如硫化物和环氧树脂。这些塑料具有卓越的弹性和耐久性，更适合组合软硬两种材料。 这一新技术的关键是一种3D激光扫描仪，用于扫描每一层打印出的结构，检测任何不规则，并相应地调整要打印的材料数量。与传统的刮刀平整表面的方法不同，这种技术无需刮刀，避免了对慢固化塑料的损害。 以激光超声技术测试超材料，团队使用调谐到超声频率的短激光脉冲，无需接触即可探测对象，例如金薄膜。由此产生的超声波使物体振动，科学家可以利用这一振动频率确定物体的纳米级厚度，同时还可用于检测缺陷。 该团队通过在芯片上打印数百个微小塔楼，并使用激光脉冲诱导振动，测量其响应，成功测试了他们的设置。通过比较具有缺陷的塔楼和无缺陷塔楼的振动特征，团队还能够扫描塔楼的缺陷。
三、结语
MIT的这一激光诱导谐振声谱学技术为超材料领域带来了创新，为超材料的设计、测试和应用提供了新的可能性。通过采用慢固化塑料，该技术能够克服传统塑料的脆弱性和失真问题，从而更好地模拟超材料在实际应用中的行为。这不仅为超材料的科学研究提供了更准确的工具，也为其在现实世界中的广泛应用铺平了道路。激光超声技术的创新应用，特别是在扫描缺陷和调整打印过程中的实时反馈方面，使得这一技术更为高效和可靠。 总体而言，MIT的LIRAS技术代表了科学家们在突破技术瓶颈、拓展材料科学边界方面的努力。这一技术的成功实现为超材料研究和应用领域带来了崭新的可能性，为未来的材料创新和工程设计提供了更为广阔的发展空间。
