從彩虹、極光到電燈、激光、X 射線,“光”在生活中無處不在,照射萬物。
跟隨新聞記者小酷龍,一起去光學科技前沿看看吧!
植物也能發(fā)光
一支研究團隊發(fā)現(xiàn),將特殊的納米顆粒嵌入羅勒、豆瓣菜等植物的葉片中,再用LED 燈照射10 秒鐘,就能讓植物持續(xù)發(fā)光約一小時。這種納米顆粒相當于一個儲存光的容器,它進入植物體內(nèi)后,能吸收可見光或紫外光,再以磷光的形式將光慢慢釋放出來。這樣做不會影響植物的正常功能,而且納米顆粒也能被重復利用。也許未來我們有望將活體植物作為基礎(chǔ)照明設(shè)施,達到節(jié)能減排的目的。
光學耳蝸問世
人工耳蝸可以幫助聽障患者聽見聲音,其原理一般是通過電極發(fā)送電信號來刺激聽覺神經(jīng),從而讓患者產(chǎn)生聽覺。
但電刺激往往會波及大片神經(jīng),出現(xiàn)效果不佳的問題。最近,科學家發(fā)明了一種光學耳蝸,它用光刺激取代電刺激,能向聽覺神經(jīng)發(fā)送更精準的信號。當這種光學耳蝸被植入失聰?shù)拇笫蠛蜕呈篌w內(nèi)后,鼠類在數(shù)周內(nèi)就成功恢復了部分聽力,這讓科學家看到了進一步開展臨床研究的希望。
夜間人造光影響人體血糖代謝
最新研究發(fā)現(xiàn),光會抑制人體的血糖代謝能力,人在夜間過多暴露在人造光下會顯著增加患糖尿病、肥胖癥等疾病的風險。通過實驗,科學家發(fā)現(xiàn)了光通過視網(wǎng)膜、大腦和棕色脂肪組織來影響人體血糖代謝的生理過程。人體原本會根據(jù)環(huán)境中的晝夜光線變化來控制體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的代謝平衡,但夜間過多的人造光會打亂這種平衡,容易造成人體代謝紊亂。因此,我們需要多關(guān)注光環(huán)境對健康的影響,重視夜間光污染問題。
利用光能的深海微生物
在漆黑無邊的深海中,許多生物都會發(fā)光。科學家發(fā)現(xiàn),一些深海微生物會巧妙地將這些光能利用起來。比如,一種住在深海熱液口(一種特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu))的細菌會在細胞表面形成大量礦物質(zhì),用它們來吸收熱液口發(fā)出的光,然后將光轉(zhuǎn)化成生命所需的能量。再比如,深海中有較多生物會發(fā)出藍色光,有種聰明的細菌便進化出藍色光感受器,以便充分利用這些光能,更好地適應(yīng)能量稀缺的深海環(huán)境。
黑夜中的微光夜視儀
有了微光夜視儀,即便在黑夜,我們也能借助月光、星光、大氣輝光等微弱的自然光將周圍的環(huán)境看清楚,完成夜間的巡邏、救援、登山、探險等活動。這種夜間成像技術(shù)還被用到了遙感衛(wèi)星上。當微光通過鏡頭進入夜視儀后,會被轉(zhuǎn)換成電子。電子在電場的作用下,在儀器中碰撞產(chǎn)生更多電子,原本微弱的信號就會被大幅增強。最后,電子到達熒光屏,被轉(zhuǎn)換成可見光,我們就看到了清晰的圖像。和紅外夜間成像技術(shù)相比,微光夜視儀的適用范圍更廣,圖像也更容易辨識。
會指路的燈泡
只要在LED 燈泡上安裝一個特殊芯片,就能用它進行數(shù)據(jù)通信,這就是可見光無線通信技術(shù)。燈泡為什么能傳輸信息呢?這是因為LED 燈能發(fā)出人眼無法感受到的高頻閃爍的光,不同的閃爍光線經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理等過程后,就能變成可接收的信號。只要手機能接收到可見光,無線通信技術(shù)就能實現(xiàn)厘米級甚至更高精度的定位,為人們在機場、醫(yī)院、商場等室內(nèi)環(huán)境中指路。
擁有無限可能的激光技術(shù)
激光是一種非天然存在的光,它是人類利用科學技術(shù)創(chuàng)造出來的光子束。它能朝同一個方向集中照射,不易擴散,亮度極高,而且顏色單純。由于能量高度集中,激光很容易在所照射的某個點上產(chǎn)生高壓和高溫,所以它被應(yīng)用到了生活的方方面面。
激光治療
可用于近視矯正、蛀牙修復、外科手術(shù)等。激光手術(shù)切口小,因此對身體的傷害較小。
激光加工
激光對各種材料進行打孔、焊接、切割、光刻等處理,具有精度高、無接觸、省能量等優(yōu)勢,幾乎可以覆蓋航空、醫(yī)療器械、汽車、鐵路、石油化工等各個領(lǐng)域。
全息攝影
采用激光進行全息攝影,可將物體的全部信息記錄在底片上,呈現(xiàn)物體立體完整的三維圖像。該技術(shù)可用于藝術(shù)品修復以及商品、信用卡防偽等。