盖世汽车讯 光纤已经改变了现代世界。据外媒报道，最新研究表明，光纤的应用潜力可能远不止于此。一项近期发表的研究显示，一种全新的扁平光纤制造技术能够制备出高保真度传感器，可应用于从电池到桥梁等广泛领域。

来自瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）和英国南安普顿大学（the University of Southampton）的研究人员开发出一种新型扁平石英光纤，其性能与传统圆形光纤不同。发表于期刊《Nature Communications》的这项研究提出了一种高纵横比平台，可以通过工程化设计，使光纤对压力、温度以及其他物理变化产生强烈响应。

研究团队通过构建具有可控内部微结构的带状几何形状，证明光纤本身的形状可以成为传感器的功能组成部分。不同于目前广泛采用的将圆形光纤压扁的技术，研究人员从一开始就采用预制成型的方法制造扁平光纤，并利用激光玻璃加工技术在光纤内部加入空气通道、金属填充物等结构。

在实验室演示中，这种扁平光纤的压力灵敏度最高可达到传统圆形光纤设计的1,000倍。研究团队还通过在部分内部微结构中填充一种锡基合金，展示了灵敏度增强的温度传感版本。

光纤形状的新作用

KTH研究人员Pawel Maniewski表示：“这不仅仅是一种外观不同的光纤，而是为光纤开辟了一个全新的设计空间。通过改变几何结构，我们可以让玻璃材料本身对周围物理环境的变化产生更强烈的响应。”

这项突破得益于KTH与南安普顿大学在激光玻璃加工、特种光纤制造和光学传感等领域的合作。最终制成的光纤仍然能够与现有光学系统兼容，同时具备新的机械性能和传感能力。

图片来源：Pawel Maniewski

从飞机到电池

这种技术具有广泛的潜在应用。扁平光纤可以嵌入复合材料中，使飞机、无人机和基础设施能够更好地感知内部的应变和压力。同一平台也可以用于更智能的电池技术，因为电池内部的压力和温度变化能够作为异常行为的早期预警信号。

与电子传感器不同，光纤不受电磁干扰影响，同时具有重量轻、体积小以及能够在恶劣环境中工作的特点。这些特性使其在航空航天、能源系统、生物医学设备和先进制造等领域具有吸引力。

图片来源：Pawel Maniewski

超越光传输功能

研究人员认为，这项工作预示着光纤技术可能发生更广泛的转变。未来，人们或许不再仅仅利用光纤传输光信号，还可以利用光纤自身的几何结构来调控材料感知、响应和通信的方式。

南安普顿大学教授Chris Holmes表示：“这赋予了光纤一个新的维度。下一步是将这一平台从概念验证阶段的传感应用推进到实际系统，包括智能无人机、先进复合材料以及更安全的能源技术。”