新兆光電-美國亞利桑那大學科學家研發低成本含硫塑料透鏡

Pyun是化學和生物化學系教授，領導實驗室研發了此種聚合物。他表示：“紅外成像技術已經廣泛應用于軍事，如夜視和熱尋導彈。但是對于消費品和運輸領域而言，此種技術成本過高，限制了批量生產。”

 

Puyn領導的科研團隊（圖片來自亞利桑那大學）

據Norwood教授所說，應用于透鏡的新材料可讓IR攝像頭和傳感器設備的價格更低，方便消費者使用。潛在的消費應用包括經濟型自動駕駛汽車以及用于安全或防火的家庭熱成像。

與2014年研發的第一代紅外中波長透明含硫塑料相比，新聚合物更堅固、更耐熱。此種新透鏡在更寬的光譜窗口范圍內是透明的，光譜可延伸至長波IR，而且遠比現有工業標準的鍺金屬透鏡便宜。鍺是一種昂貴、很重、稀有且有毒的材料。

由于鍺具有諸多缺點，Puyn實驗室的研究生兼論文第一作者Tristan Kleine認為，含硫塑料是一種具有吸引力的替代材料。不過，制造透明的塑料是一件很棘手的事情。

 

含硫塑料透鏡（圖片來自亞利桑那大學）

Kleine表示，產生有用的光學特性的成分，如硫-硫鍵，同時也會損害材料的強度和耐熱性。此外，由于幾乎所有的有機分子都會吸收IR光線，為了增加材料的強度所增加的其他有機分子又會導致透明度降低。

為了克服上述挑戰，Kleine與化學系研究生Meghan Talbot以及化學與生物化學系教授Dennis Lichtenberger合作，利用計算機模擬設計了不吸收IR的有機分子，并且預測了候選材料的透明度。Kleine表示：“如果在實驗室中測試此類材料可能需要花上好幾年的時間，但是利用此種方法可以極大地加快新材料的設計速度。”

需要超過1700華氏度（約合926.67攝氏度）才能將鍺熔化、成形。不過，由于含硫聚合物透鏡含有特殊的化學物，可以在更低的溫度下成形。

Pyun表示：“此種新型含硫塑料的主要優點之一是，可以在比鍺更低的溫度下，被加工成有用的光學元件，用于攝像頭或傳感器，同時還能夠保持良好的熱機械性能，防止開裂或出現劃痕。” Norwood補充表示：“該種材料的可靠性基本相當于常規上用于眼鏡的光學聚合物。”