Publication
High aspect-ratio quadrilateral flexible silica optical fibers for enhanced multi-parameter sensing,Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026-72416-6
Publicerad 2026-08-13
Optisk fiber har redan förändrat det moderna samhället. Ny forskning visar nu att tekniken kan användas till ännu mer. En ny metod för att tillverka platt fiber gör det möjligt att skapa mycket högupplösta sensorer för en rad användningar – från batterier till broar – enligt en nyligen publicerad studie.
Forskare vid KTH och University of Southampton i Storbritannien har utvecklat en ny typ av platt optisk fiber av kiseldioxid som fungerar annorlunda än traditionell rund fiber. Arbetet, som publicerats i tidskriften *Nature Communications*, presenterar en plattform med hög formfaktor som kan konstrueras för att reagera starkt på tryck, temperatur och andra fysiska förändringar.
Genom att skapa en bandliknande geometri med noggrant kontrollerad intern mikrostruktur visar forskarna att fiberns form i sig kan bli en aktiv del av sensorns funktion. I stället för den vanligaste metoden – att platta till en rund fiber i efterhand – har团队 utvecklat en teknik där fibern formas redan från början. Med laserbaserad glasbearbetning kunde de dessutom lägga till interna strukturer, som luftkanaler eller metallfyllningar.
I laboratorietester visade den platta fibern en tryckkänslighet som var upp till 1 000 gånger högre än hos vanliga cirkulära fiberkonstruktioner. Forskarna demonstrerade även en version med förbättrad temperaturkänslighet genom att fylla delar av mikrostrukturen med en tennbaserad legering.
– Det här är inte bara en fiber som ser annorlunda ut, säger KTH‑forskaren Pawel Maniewski. – Det är ett helt nytt designutrymme för optisk fiber.
– Genom att förändra geometrin kan vi göra själva glaset betydligt mer mottagligt för den fysiska världen runt omkring oss, säger han.
Genombrottet bygger på ett långvarigt samarbete mellan KTH och Southampton inom laserbaserad glasbearbetning, tillverkning av specialfiber och optisk sensorteknik. Resultatet är en fiber som fortsatt är kompatibel med befintliga optiska system, men som samtidigt erbjuder nya mekaniska och sensoriska egenskaper.
De möjliga tillämpningarna är många. Platta fibrer kan byggas in i kompositmaterial och ge flygplan, drönare och infrastruktur bättre information om inre påfrestningar och tryck. Samma plattform kan också stödja smartare batteriteknik, där förändringar i tryck och temperatur inuti celler kan fungera som tidiga varningssignaler för avvikande beteenden.
Till skillnad från elektroniska sensorer är optisk fiber okänslig för elektromagnetiska störningar. Den är dessutom lätt, kompakt och kan användas i krävande miljöer. Det gör tekniken attraktiv för tillämpningar inom flyg- och rymdteknik, energisystem, biomedicinsk utrustning och avancerad tillverkning.
Forskarna menar att studien pekar mot ett bredare skifte inom fiberteknik. I stället för att enbart användas för att transportera ljus kan framtidens optiska fibrer få en aktiv roll i hur material känner av, reagerar på och kommunicerar med sin omgivning.
– Det här ger den optiska fibern en ny dimension, säger Chris Holmes, professor vid University of Southampton. – Nästa steg är att ta plattformen från konceptbevis till verkliga system, till exempel intelligenta drönare, avancerade kompositmaterial och säkrare energiteknik.
David Callahan
High aspect-ratio quadrilateral flexible silica optical fibers for enhanced multi-parameter sensing,Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026-72416-6
此内容由惯性聚合(RSS阅读器)自动聚合整理，仅供阅读参考。 原文来自 — 版权归原作者所有。