韦德体育 -新一代超薄光帆具有高反射率—新闻—科学网

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2025-05-21 12:01:03

科技日报北京4月1日电（记者刘霞）经由过程将超薄、高反射质料与人工智能（AI）优化的纳米级设计相联合，美国布朗年夜学及荷兰代尔夫特理工年夜学科学家研制出一种反射能力极强的新一代超薄光帆。这类由激光辐射压力推进的反射器，有望实现高速太空旅行。相干论文发表在最新一期《天然通信》杂志。

光帆是一种纤薄的反光板，它使用光的压力来鞭策自身进步，近似在风鞭策风帆的方式。与传统推进体系比拟，光帆可显著降低将航天器送往四周恒星的旅行时间，甚至有可能将旅行时间从数千年缩短到几十年。

团队最新研制出的光帆的尤其的地方于在，其兼具年夜范围及纳米级精度，既轻巧又具备高反射性。光帆宽60毫米、长60毫米，但厚度仅200纳米，还有不到一根头发丝的厚度。假如按比例缩放，这个光帆可很是年夜（相称在7个足球场），同时极薄（仅1毫米）。此外，光帆外貌充满数十亿个纳米级孔。这些孔洞有助在减轻质料的重量并提高光帆的反射率，从而显著晋升其加快潜力。

研究团队使用神经拓扑优化技能为光帆天生最好布局设计，并利用了轻质且高强度的单层氮化硅。自研的基在气体的蚀刻工艺可选择性去除了帆下的质料，只留下所需的超薄膜。AI技能也被用在优化孔洞的外形及位置，以提高反射率并减轻重量。

用传统要领制造这类光帆不仅成本昂扬，且需耗时15年。但这次的最新技能使制造时长缩短为一天，且成本降低幅度巨年夜。这一制造工艺还有可扩大到星际旅行所需的尺寸，并以经济高效的方式完成。

团队但愿最新技能不仅能帮忙探测更遥远的天体，也有助冲破纳米工程的极限。此外，将物体加快到高速的能力为于宏不雅标准上研究光—物资彼此作用及相对于论，以和探究物体的加快极限等问题提供了史无前例的时机。

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