世界上有些事物，你本以为对它们很熟悉，其实却并不然。比如，冰。

　　冰，广泛存在于宇宙中的某些天体、地球南北极，以及人类的冰箱中，它可以幻化为冰川和冰块，也可以用来制作冷饮和冰淇淋。

　　而浙江大学的科学家们利用冰，制成了一样你可能难以想象的物件——光纤。冰制光纤在性能上与玻璃光纤相似，既能够灵活弯折，又可以传输光信号。北京时间7月9日，相关研究结果刊登于《科学》杂志。

　　用冰冷脆硬的冰制作光纤，怎么可能？

　　光纤是用于传输光信号的工具，一般由氧化硅，即玻璃制成。

　　研究团队生长的直径均匀的冰单晶微纳光纤 课题组 供图

　　“冰制光纤，其实和玻璃光纤类似。” 项目负责人，浙江大学光电学院教授童利民向《天目Tech+》解释，一整面的玻璃脆硬易碎，但用它做成细细长长的光纤，就能弯曲，“冰也一样，一整块的冰很硬，但当足够细，在微观层面，冰晶的分子排列整齐，力学性能便可呈现出不同特点，也能够弯曲。”

　　童利民团队在微纳光纤领域深耕多年。微纳光纤比标准光纤直径更细，可用于量子光学等领域。

　　他透露，多年前，团队就已探讨过用冰制备微纳光纤的可能。不过直到2017年，浙江大学成立冷冻电镜中心，为低温下的冰光纤研究提供了客观条件，团队才着手推进实验。

　　在强电场中，水能沿特定方向凝固成冰晶。这项研究中，团队自行搭建了冰微纳光纤的生成装置，在大量实验的基础上，改进传统方案，制出直径为800纳米到10微米的高质量冰单晶光纤，“单根光纤直径，比头发丝细十倍以上。” 童利民说。

　　利用冷冻电镜，团队验证了冰制光纤的均匀性和表面光滑度。

　　童利民团队资料图 浙江大学 供图

　　单是均匀光滑还不够。童利民介绍，过去的已有实验数据中，测得冰最大弹性应变为0.3%，“也就是说，如果用手使劲弯折一块冰，变形超过0.3%，就会碎裂。”不过，在理想情况下，冰的弹性应变极限可以超过10%。

　　为了探索冰微纳光纤的弹性应变性能，团队发明了一套微纳操控和转移技术，在零下150摄氏度的环境下，精准地让冰微纳光纤如弹性塑料管一般，实现了灵活弯曲，“在我们的研究中，冰制光纤的弹性应变能力达到10.9%，接近理论极限。”

　　要担当得起“光纤”二字，还需发挥光信号传输的实力。

　　在制备成的冰微纳光纤中，团队利用其此前发明的技术，在可见光波段实现了宽带光传输，传输损耗低达0.2dB/cm。换句话说，从肉眼上看，基本上发射端信号什么样，经过冰光纤传出来的信号就是什么样，功能与普通光纤类似。

　　“这种光操控能力，为微纳光纤用于低温光学导波与传感，提供了新的技术可能。” 童利民说。

　　研究团队认为，冰单晶微纳光纤内部，水分子排列规则，在光的操控方面，具有潜在优势。目前，实验室里生长的冰光纤长度为数毫米，未来，通过技术手段，可以延长光纤长度，团队也将继续优化制备和测试条件，在冰微纳光纤研究中，进一步实现超低损耗光传输。