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巴西研究出制造特殊光纤新工艺,价格至少便宜100倍9月11日消息,巴西研究人员创造了一种超简单的廉价方法来制造光纤。巴西圣保罗州坎皮纳斯大学物理研究所的研究员克里斯蒂亚诺·科迪罗教授开发出了一种制造特殊光纤的新工艺,这种工艺比传统方法简单、快速和便宜得多。 光纤挤出装置示意图 科迪罗说:"传统工艺需要非常庞大和昂贵的机器,几乎需要一周的时间。我们的工艺可以用台式设备来完成,价格至少便宜100倍,从原料到最终产品只需要不到一个小时。这将使更多的研究人员和实验室能够生产自己的光纤。" 克里斯蒂亚诺·科迪

Publicado em 11 setembro 2020

9月11日消息,巴西研究人员创造了一种超简单的廉价方法来制造光纤。巴西圣保罗州坎皮纳斯大学物理研究所的研究员克里斯蒂亚诺·科迪罗教授开发出了一种制造特殊光纤的新工艺,这种工艺比传统方法简单、快速和便宜得多。

光纤挤出装置示意图

科迪罗说:"传统工艺需要非常庞大和昂贵的机器,几乎需要一周的时间。我们的工艺可以用台式设备来完成,价格至少便宜100倍,从原料到最终产品只需要不到一个小时。这将使更多的研究人员和实验室能够生产自己的光纤。"

克里斯蒂亚诺·科迪罗教授

这个过程大致类似于生产面条的挤压法:给延展性材料施加压力,从而迫使其通过模具,生产出具有相应内部结构的光纤。当然,这一切都在严谨和精确的情况下完成。

光纤已经彻底改变了我们的通信方式,它承担了全球大部分实际数据流量。今天,全球安装了数亿公里的光纤,它们传输的数据量大约每两年就会翻一番。光纤不仅用于电信领域,而且还用于遥感监测温度、机械应力、静水压力或流体流动等。

在不同温度和不同进料速度下制成的Zeonex聚合物实芯PCF的光学图像

由于强度和薄度,光纤在恶劣的环境和难以到达的地方都能有效地发挥作用。

传统光纤制造工艺有几个阶段,需要高度复杂的设备,如纤维拉丝塔。首先要生产一个预制件,一个直径在2厘米到10厘米之间的放大版预制件。这种结构以高度控制的方式加热和拉丝。新方法简化了这一过程,大大降低了成本。新工艺不仅可用于制造全固体光纤,还可用于制造包含纵向孔阵列的微结构光纤。

特殊设计的喷嘴用于控制挤出过程中的内孔压力。

这种制造工艺唯一需要的机器是一个紧凑的水平挤出机,类似于用于生产3D打印机长丝的设备。它的大小和微波炉差不多,成本远低于拉丝塔。由于纤维复杂的内部结构,研究人员使用适当的3D打印机通过快速成型制造生产了这些模具。专业公司可以提供增材制造服务,因此生产该纤维所需的唯一设备项目就是水平挤出机。《科学报告》刊登了这项研究报告。

文章来源: 技术力量