操纵介孔材料中的超音速

快速发展的纳米声子学领域专注于超音速的研究，超音速是纳米尺度上千兆赫兹至太赫兹范围内的声波。这些高频声振动，也称为声子，有可能彻底改变各个行业，包括材料科学、医学成像、数据处理和量子技术。

例如，声子、光和电子在纳米尺度上的强烈相互作用为光电子学的进步提供了重要的机会。然而，操纵超音速一直具有挑战性，部分原因是制造具有原子平面界面的高质量设备所需的昂贵方法，这些设备可以限制这些波。

由Daniel Lanzillotti-Kimura博士和Galo Soler-Illia博士(阿根廷圣马丁国立大学纳米系统研究所)领导的纳米科学与纳米技术中心-C2N(CNRS)的一组研究人员在《光声学》杂志上发表的一项实验工作中解决了这一挑战。 通过使用介孔薄膜来操纵超音速。基于二氧化硅和二氧化钛的介孔材料具有规则的孔隙图案，其尺寸大约比人类头发的直径小一万倍，并且依赖于更实惠的制造方法。

在这项研究中，研究人员使用溶胶 - 凝胶工艺制造了介孔薄膜。然后，他们使用超快激光光谱来生成，检测和研究受限声子的特性。“这项工作的显着元素是，尽管孔径与声学波长相当，但介孔薄膜仍然能够维持声学振动，”Daniel Lanzillotti-Kimura说。

这项研究具有深远的影响，研究人员现在正在探索他们的发现的潜在应用。具体来说，介孔材料容易受到液体和气体的渗透，从而改变其光学和声学特性。“我们的下一步是探索介孔材料的液体渗透能力，用于实际应用，如传感，”已发表工作的主要作者Edson Cardozo de Oliveira说。

“我们相信，这项研究将导致新的创新技术的发展，这将对各个行业产生重大影响。该团队的发现是对纳米声学领域的重大贡献，该研究有可能为未来令人兴奋的发展铺平道路。