第一千二百四十八章 ：光子时空晶体材料

另一边，华国。

关注着《探索》期刊与锂空气电池消息的很显然并不仅仅是国外的电池企业与能源相关的机构学者。

闽省闽东，宁德时代的总部大厦中。

宁德时代的董事长曾俞群正坐在自己的办公室中，手中捏着一份新鲜出来才打印出来的报告文件。

盯着上面的信息看了好一会后，他才深深的叹了口气，像是自言自语的开口说了一句。

“果然还是比不过啊。”

报告上的消息正是《探索》期刊最新一期《探索·总刊》锂空气电池技术突破相关的信息。

想进入锂空气电池这个庞大市场的企业如过江之鲫一般繁多，专门做新能源创新的宁德时代自然也不例外，而且在这一领域他们投入的研发资金数量也不小。

2027年宁德时代上半年的营收是2762亿软妹币，净利润508亿。

而27年他们全年科研投入是318亿，对锂空气电池实验室的科研资金投入是整着102亿，也就是说光锂空气电池就吃掉了他们全年科研资金的三分之一。

这还仅仅是2027年一年的投入，如果从锂硫电池面世开始算起，宁德时代往锂空气电池项目中的投入差不多有400亿整。

尽管如此庞大的投入的确给他们带来了不少的专利和产品。

比如科研部门那边设计了一种用固态电解质，可以替代了传统锂离子电池中的液态电解液，可以降低电解液泄漏、高温分解引发的燃烧爆炸隐患，提升锂电池的性能安全等等。

然而在锂空气电池技术最为核心的正极材料上，他们的研究进展依旧不太如意。

现在那位徐院士率先攻克了这些难题，曾俞群心里除了感慨和叹息外，反而有一丝整个人彻底放松了下来的情绪。

锂空气电池技术到底有多难突破他再清楚不过了，这是一个涉及材料化学、电化学、界面科学、工程学等多个尖端领域的深度融合的顶尖难题。

虽然突破这项技术的并非宁德时代，但他就好像是有种‘终于可以不用再往里面砸钱了’的感觉。

顶多后续像人工SEI薄膜和锂硫电池技术一样，向那位徐院士购买专利授权和技术生产。

后者即便是投入再多，也总比这样源源不断往这个‘大坑’里面砸钱却看不到多少希望的曙光更好。

这几年宁德时代背靠和那位徐院士的合作，短短五年的时间营收翻了十倍都不止。

人工SEI薄膜专利授权和锂硫电池的技术生产都是最赚钱的生意。

办公室中，助理轻声的开口道：“毕竟是徐院士。”

办公桌后面，曾俞群放下了手中的报告文件，感慨道：“是啊，毕竟是徐院士。”

感慨了一句，他看向自己的助理，开口道：“联系一下徐院士的助理，看看能不能预约一个时间，就说我想过去拜访一下徐院士。”

助理点点头，快速的记录下来：“好的。”

在便签本上记下了这事后，这名男助理似乎想起了什么，开口道：“对了，曾总，下个月五号在金陵那边有一场‘世界科技创新发展博览会’，公司这边已经收到了相关的邀请，请问需要安排人员和产品参加吗？”

闻言，曾俞群眼眸抬了抬，若有所思的开口道：“世界科技创新发展博览会？川海材料研究所那边有没有收到邀请？”

助理：“这个需要去咨询了解一下，但过去几年川海材料研究所都有收到邀请和安排人员过去，23年的时候徐院士还曾亲自去过。”

曾俞群敲了敲桌子，思索了一会后开口道：“看一下我下个月5号的行程安排，如果没有什么重要的事情，我亲自去一趟。”

23年，如果他没记错的话，当时就是锂硫电池技术面世的时候，他曾和那位徐院士达成了锂硫电池的生产方面的合作。

如果他没猜错的话，那位之所以选择在这个时候将锂空气电池技术放出来，或许就是想提前打响热度，然后再在博览会上推

出锂空气电池吧？

曾俞群的猜测是对的，但只对了一半。

锂空气电池技术的确会在这次的‘世界科技创新发展博览会’上展示出来，而相关的论文也是为其预热准备的。

但这个主意却并不是徐川出的，而是川海材料研究所那边的樊师兄想出来的。

这会儿徐川根本就没什么心思去管锂空气电池的事，这会他已经返回了金陵，正在星海研究院·材料研究所的晶体结构实验室中忙碌着。

在超光速航行验证实验成功后，他的精力便转移到了材料学的研究上。

实验室，穿着一身白大褂的徐川正站在一台定制的具有定制相位和偏振的微小发射器组成的远场晶格设备前。

而在这台远场晶格设备中，有一片安置在基座上的高光学质量、表面平整的人工合成的纯度达到了无限接近百分百的‘蓝宝石’基底。

光是这一小片小拇指指甲大小的基底，定制价格就花费了整整七十八万。

尽管人工合成蓝宝石并不是什么稀缺的技术，但纯净度高达99.9999999%以上的蓝宝石片可没那么容易制造出来。

而这次实验的需求对衬底的品质要求极高，所以只能通过厂商进行严格的定制。

操控着设备，通过偏振的微小发射器组，徐川一点一点的将两束不同颜色且携带轨道角动量的光结在强湍流环境中点射到蓝宝石基地上。

这是基于‘光子带隙特性的人造周期性电介质结构’为基础，通过无极量子计算超算中心推衍出来的最合适方式。

理论上来说，携带轨道角动量的光结在强湍流环境中会退化为霍普夫链环，该现象通过热空气湍流腔模拟和Kolmogorov功率谱相位屏数值模拟已经在超算中心的计算中得到验证。

而这一步的便是在蓝宝石基地上塑造实现具有‘源排列’的纳米级间隙布局。

这是‘光子时空晶体’材料结合的‘核心’。

先塑造一维结构的‘源排列’的纳米级间隙，然后将这一工具包扩展到光中的霍普夫晶体，解锁高维编码方案、弹性通信、原子捕获策略以及新的光与物质相互作用，进而制造出多维的‘光子时空晶体’材料。

是的。

‘光子时空晶体’便是他选定的拓展材料学研发方向的领域之一，也是他现在正在着手进行的研究。

这也是相对比极端密度材料、量子简并态材料更容易实现的一种打破现有材料研发基础理论的材料。

从理论来说，这是一种介电参数在空间和时间上均呈现周期性调制的人工材料结构。

是从光子晶体材料上延伸而出，引入了时间与空间两个复杂维度设计的新方向。

相对比极端密度材料、量子简并态材料这些几乎没有多少研究的领域来说，光子时空晶体好歹还有点研究基础。

事实上，光子晶体的概念早在上个世纪八十年代末就已经有人提出来了。

最初是在光学领域由亚布隆诺维奇和约翰两位教授提出的，指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。

由于这种结构的周期尺寸与“禁带”的中心频率对应的波长可比拟，所以这种结构在微波波段比在光波波段更容易实现。

而光子时空晶体是徐川在光子晶体理论上进一步拓展延伸开来的，它代表了光子晶体概念在时间维度的拓展，旨在实现对光、电磁波、声波等各种波形更精密和灵活的操控。

最为核心的，便是将光子晶体的二维隙带结构拓展到三维块材料结构上。

如果能够做到的话，那么这种材料能够打破了时间平移对称性，导致系统能量不再守恒。（能量可从外部调制中获取或耗散）。

其最显著的特征之一是在动量空间中形成带隙。与此相关的传递波会呈现指数增长或衰减。

这种现象涉及到物理学中一个被称作‘时间反射’的现象。

简单的来说，时间反射会产生频

率的偏移。

这相对容易理解，就像从遥远星系中看到的红移，在反射之前是蓝色的光变成黄色，绿光变成红色。

比如一颗距离我们上百亿光年之外的蓝巨星，它发出的光本来是频率更短的蓝光。但这束蓝光在宇宙中传播的时候，会随着时间产生频率的偏移，等它传播了一百亿年，抵达地球的时候，光波就从波长450纳米的蓝光变成700纳米以上的红光了。

这也是为什么观测遥远的宇宙通常需要使用红外望远镜的原因。

而时间反射现象与时间晶体有关，时间晶体的原子形成的图案在时间上重复，就像普通晶体在空间中一样。

但时间反射要求介质的性质在波的两倍以上的频率下发生变化，这意味着阻止时间反射的关键障碍是相信它需要大量的能量来在材料的间隙中创建时间界面。

所以构造这种材料的核心，便是其内部的周期性结构。

理论上来说，构建光子时空晶体需要使得光在传播过程中表现出与传统材料截然不同的行为。

当光与波通过光子时空晶体时，特定频率的光和波会被禁带效应所阻挡，形成“光波带隙”。

这意味着，光子时空晶体能够限制某些频率的光与波传播，同时允许其他频率的光波顺畅通过。

这种特性为光波的控制提供了前所未有的可能性。

想象一下，当一种材料能够在能量供应十足的情况下，稳定且无限制的放大光波是一种怎样的场景？

大部分人的第一想法或许就是‘高能激光’不就无敌了么？

是的！

理论上来说，光子时空晶体就是这样一种神奇的材料的。

激光，这个神奇的光束，在医疗、工业制造、科研等众多领域都有着不可替代的作用。

在医疗领域，它可以像一把极其精细的手术刀，进行微创手术；在工业制造中，它能精准地切割、焊接各种材料。

但是传统的激光器也有自己的缺陷和问题。

比如能量转换效率不够高，就像一辆汽车油耗太大；光束质量有时候也不太理想，就像射出的箭不够笔直。

而光子时空晶体的出现，能够给激光发射器件带来了全新的突破。

它可以让激光在其中进行更高效的能量转换，就像给汽车装上了一台超级节能发动机。

而且，通过它对某个特定频率光波的精确控制，能够让光束的质量大大提升，就像把普通的箭打磨成了削铁如泥的神箭一样，直接穿透原本无法穿透的屏障。

不仅仅是激光领域它可以发挥出巨大的作用，在无线通讯、传感器等等其他领域光子时空晶体同样可以发挥巨大的作用。

比如在我们现在的生活中，无线通信就像空气一样无处不在，我们用手机聊天、上网，靠的都是它。

可是，就像道路会拥堵一样，无线信号在传输过程中也会遇到各种麻烦。有时候信号会变弱，就像跑步的人没了力气；有时候还会受到干扰，就像有人在耳边大声吵闹。

而光子时空晶体在无限通讯领域就像是给无线通信打造了一条超级高速公路一样，它能够放大电磁波，让无线发射器和接收器变得更加强大。

比如说，以前在偏远山区信号不好的地方，有了光子时空晶体的助力，手机信号可能就会像在城市里一样顺畅。

而且，在一些信号密集的地方，比如大型商场或者演唱会现场，它还能减少信号之间的相互干扰，让大家都能愉快地享受通信服务。

当然，在研发的初期想要制备出来一种能够让光子时空晶体无限放大光信号与波信号的材料几乎是不可能做到的事情。

但即便是只要在原有的，将信号与能量转换效率信号做到提升，哪怕仅仅是提升百分之一，也足够证明这条路是可以走得通的。

而这也是徐川的目的，他需要先证实你能够基于广义相对论与拓扑光子学的交叉来控制材料的晶体曲率，以制造出一种不同于现有研发方式基础的材料。