|
朗讯科技公司贝尔实验室的科学家们借鉴大自然母亲的方法，已经创造出高质量、形状复杂的晶体，可望应用于未来通信网络及其它设备中。
这些绚丽的方解石晶体是一门新兴科学领域--仿生学的最新产品，这门学科借鉴自然界的工程原则并将其应用到人造材料和技术中。近日，《科学》杂志发表了一篇研究论文，全面介绍了这些晶体。它们采用新技术制造，通过沉淀晶体矿石，使单个晶体包含复杂的极 微小构造。这种方法可能对材料科学和纳米技术具有广泛意义。
领导这次科研工作的贝尔实验室材料科学家Joanna Aizenberg表示：“我一直着迷于自然界造物的鬼斧神工。我们越了解生物机体，就越是发现可从中学到许多东西。我们最近发现自然界可以创造出非常完美的微构造晶体，因此决定尝试能否在实验室中仿效这种方法，这种技术可能对纳米技术很有帮助。”
大约两年前，Aizenberg和她的同事惊奇地发现，海蛇尾的外骨骼上遍布数千个方解石晶体，这些酷似海星的海洋无脊椎动物，集合在一起能够形成动物罕见的复眼。海蛇尾的方解石微透镜从专业上讲可补偿双折射和球体偏差，而它们是透镜中常见的两种失真类型。鉴于此，贝尔实验室的科学家们试图仿效自然界的成功，并基于海蛇尾模型来设计晶体，最终目标是创建具备海蛇尾复合构造的微透镜。
现在的透镜普遍采用“从上到下”的方法制造，于是我们需要反复打磨一小块玻璃，直到它完全符合透镜的技术指标为止。而海蛇尾则使用“自下而上”的方法来制造微透镜，利用这种方法，我们把方解石相互临近的层面沉淀在复杂构造中的有机模板上，从而在海水温度下形成完美的水晶透镜。
贝尔实验室物理科学研究部高级副总裁Cherry Murray指出：“这是我们向大自然学习的一个极好的例子。在这个实例中，相对简单的生物体可以解决集成光学和材料设计中遇到的极其复杂的问题。通过研究海蛇尾，我们可以采用低成本方式在低温情况下构造形状复杂的单个晶体。这项研究虽然距离商用还有很多年，但这个发现将对制造纳米材料发挥非常重要的作用。”
Aizenberg及其同事David Muller、John Grazul和Don Hamann一直从事生物矿化学的理论研究，并已开发出一种全新的结晶方法。通过这种方法，他们能够直接制造单个方解石晶体，其直径约1/10厘米，晶格直径不到10毫米，约是人类头发直径的1/10。
贝尔实验室这一创新可能会改变未来应用于各个领域的晶体制造方法。微米大小或比微米还小且集成到光电电路中的单个晶体是各种电子设备、传感器和光学设备中的重要组件。
|
