用冰做光纤？能灵活弯曲，又可低损耗传输光！

炎炎夏日，当你在享受一杯冰镇饮料的清爽冰凉时，也许会有这样的念头：杯子里的冰块能否像QQ糖一样有弹性呢？在人们的常识中，冰是一种透明易碎的脆性物质，没有弹性、无法弯折。

近日，浙江大学光电学院童利民教授团队把“不可能变成可能”，他们联合来自交叉力学中心和加州大学伯克利分校的合作者，发现生长成单晶微纳光纤的冰，在性能上与玻璃光纤相似，既能够灵活弯曲，又可以低损耗传输光。

北京时间7月9日，相关研究结果在《科学》杂志以研究长文（Research Article）发表。论文的共同第一作者为浙大光电学院博士生许培臻和崔博文，共同通讯作者为浙大光电学院郭欣副教授和童利民教授，合作者包括浙大交叉力学中心卜叶强博士、王宏涛教授，浙大光电学院王攀研究员和加州大学伯克利分校沈元壤教授。

用冰来制备光纤

冰是地球及很多地外天体（地外行星、卫星、彗星等）表面最普遍、最丰富和最重要的物质之一，在物理化学、生命科学、大气环境、地球物理学、天文学等很多领域中发挥不可替代的作用。从古至今，人类对冰的好奇心从未停息，特别是在过去的几个世纪里，基于近代科学技术发展起来的光学、电学和力学等实验手段，人们对冰进行了广泛深入的研究，从冰的高压相、二维结构等新形态，到电子束光刻等应用探索，对冰的认识和应用能力得到了很大的提升。

然而，作为最常见的物质之一，我们对冰的认识仍然存在很大的未知空间。比如，我们通常认为，冰是一种脆性的易碎物质，所以容易产生雪崩、冰川滑移和海冰碎裂等自然现象。已有的实验数据也支持上述认识，目前实验测到的冰的最大弹性应变为0.3%左右，大于这个值就会碎裂。虽然理论计算曾预测，理想情况下，冰的弹性应变极限有可能大于10%，但是真实冰晶中由于存在结构缺陷，能够达到的应变值远低于理论极限。

另一方面，光纤作为一种将光约束和自由传输的功能结构，是目前光场操控最有效的工具之一。将标准光纤直径减小到波长甚至亚波长量级，成为微纳光纤，提升或引入光场在空间约束、近场相互作用、表面增强、波导色散及光动量效应等方面的调控能力，在近场耦合、光学传感和量子光学等方面具有独特优势，是目前光纤领域的前沿研究方向之一。微纳光纤的光场调控能力，很大程度上取决于光纤材料的结构形态及其光场响应特性。常规的玻璃光纤，主要成分为氧化硅（石英沙），是地壳中含量最丰富的材料之一，在光传输中具有宽带低损耗等优异特性，被“光纤之父”高锟先生称为“古沙传捷音”。

实际上，在地球及很多地外星球表面，比古沙更普遍的物质是冰或液态水，童利民团队提出能否用冰来制备光纤？在长达四年的研究中他们给出了肯定答案。