气凝胶可能成为未来太赫兹技术的关键

高频太赫兹波在包括下一代医学成像和通信在内的许多应用中具有巨大潜力。瑞典林雪平大学的研究人员在《先进科学》杂志上发表的一项研究表明，太赫兹光通过由纤维素和导电聚合物制成的气凝胶的传输是可以调节的。这是解锁太赫兹波更多应用的重要一步。

太赫兹范围涵盖电磁频谱上微波和红外光之间的波长。它的出现频率非常高。因此，许多研究人员认为太赫兹范围在太空探索、安全技术和通信系统等领域具有巨大的应用潜力。

在医学成像中，它也可以成为X射线检查的有趣替代品，因为波可以穿过大多数非导电材料而不损坏任何组织。

然而，在太赫兹信号得到广泛应用之前，还需要克服一些技术障碍。例如，很难以有效的方式产生太赫兹辐射，需要能够接收和调节太赫兹波传输的材料。

林雪平大学的研究人员现已开发出一种材料，其对太赫兹信号的吸收可以通过氧化还原反应打开和关闭。该材料是气凝胶，是世界上最轻的固体材料之一。

“它就像太赫兹光的可调滤波器。在一种状态下，电磁信号不会被吸收，而在另一种状态下则可以。这种特性对于来自太空的远程信号或雷达信号非常有用，”陈尚志说道。林雪平大学有机电子实验室(LOE)博士后。

林雪平研究人员使用导电聚合物、PEDOT:PSS和纤维素来制造气凝胶。他们在设计气凝胶时还考虑到了户外应用。它既具有防水性(疏水性)，又可以通过阳光加热自然除霜。

与用于制造可调谐材料的其他材料相比，导电聚合物具有许多优点。除此之外，它们具有生物相容性、耐用性，并且具有很强的调节能力。可调谐性来自于改变材料中电荷密度的能力。纤维素的巨大优势是与其他类似材料相比生产成本相对较低，而且它是一种可再生材料，是可持续应用的关键。

“太赫兹波在宽频率范围内的传输可以调节在13%到91%之间，这是一个非常大的调制范围，”LOE博士后朝阳Kuang说。

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