1977年的星球大戰(zhàn)首次將全息影像技術(shù)搬上熒幕，前所未有的視覺盛宴震驚了世人?？墒?，為什么這么多年來，如此炫酷的全息影像技術(shù)或相關(guān)光學(xué)設(shè)備沒有能夠進(jìn)入我們的日常生活呢？這是因為該技術(shù)通過磁場改變光的傳播路徑而實現(xiàn)，可是其使能材料卻非常昂貴、易碎且透光性較差，有些材料還僅能在低溫真空環(huán)境中工作。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，來自美國密歇根大學(xué)和巴西圣卡洛斯聯(lián)邦大學(xué)的研究人員，開發(fā)出了一種懸浮在膠體中，并能在室溫下正常工作的低成本納米顆粒，能夠以大幅降低的成本替代傳統(tǒng)材料。這種新型納米顆粒使利用磁場來調(diào)制光成為可能，其潛在應(yīng)用包括自動駕駛汽車、空間通訊以及光無線網(wǎng)絡(luò)。目前，銪、鈰和釔等昂貴的稀土金屬已經(jīng)應(yīng)用于利用磁場來控制光或光信號的傳播路徑、速度以及光強。這些貴金屬已經(jīng)在高速光纖互聯(lián)網(wǎng)光纜中獲得了商業(yè)應(yīng)用。但是，這些元素高昂的成本和工作溫度要求，使其難以獲得大規(guī)模應(yīng)用。成本經(jīng)濟(jì)且能在室溫實現(xiàn)偏振光磁場控制的解決方案，或能帶來大眾市場廣泛應(yīng)用的3D顯示、全息投影以及新一代LiDAR（激光雷達(dá)）。LiDAR是為自動駕駛汽車帶來“慧眼”的主要技術(shù)之一?！霸S多公司和實驗室利用磁光學(xué)技術(shù)開發(fā)出了令人興奮的原型產(chǎn)品，”該項目負(fù)責(zé)人密歇根大學(xué)化學(xué)工程教授Nicholas Kotov說，“但是，他們的技術(shù)目前還受限于所需要的磁光學(xué)基礎(chǔ)稀土材料。這就像玩魔方，一邊完成了可是另一邊又亂了?！?/p>

本項目的研究成果已經(jīng)發(fā)表在Science《科學(xué)》雜志上，研究人員詳細(xì)介紹了他們?nèi)绾卫玫统杀狙趸挘ㄒ环N白色的磁性半導(dǎo)體材料）納米顆粒，通過磁場來控制偏振光。研究人員發(fā)現(xiàn)，這項技術(shù)的關(guān)鍵在于對這些納米顆粒進(jìn)行氨基酸涂層，使其獲得左旋或右旋的手性，從而實現(xiàn)納米顆粒本身的“扭轉(zhuǎn)”。

手性廣泛存在于自然界中，在多種學(xué)科中表示一種重要的對稱特點。如果某物體與其鏡像不同，則其被稱為“手性的”，且其鏡像是不能與原物體重合的，就如同左手和右手互為鏡像而無法疊合。具有手性的分子具有旋光活性，使偏振光的振動面發(fā)生旋轉(zhuǎn)納米顆粒的手性使其對磁場具有高靈敏度，也增強了和偏振光或 “圓偏正光”的相互作用。研究人員展示了將納米顆粒懸浮在透明、彈性的室溫膠體中，通過對其施加磁場，可以改變圓偏正光的強度。

“該技術(shù)將為磁光學(xué)器件的廣泛應(yīng)用鋪平道路，將使那些利用圓偏正光的新興3D顯示和實時全息技術(shù)從令人興奮的概念跨入現(xiàn)實，”還作為材料科學(xué)和工程教授的Kotow稱，“不僅如此，這種納米顆粒微小的尺寸還使其可以用于計算工程應(yīng)用，以及磁光學(xué)復(fù)合材料的大規(guī)模制造。