Manipulowanie dwiema właściwościami metamateriałów nadzieją na przełom technologiczny
Naukowcy z Cornell University zaproponowali nowatorską metodę jednoczesnego modulowania w czasie rzeczywistym właściwości absorpcyjnych i refrakcyjnych metamateriałów. To zaś pozwoli na kontrolowanie w czasie i przestrzeni propagacji fal w metamateriałach, co może mieć olbrzymie znaczenie zarówno w fizyce, jak i inżynierii.
Autorami teoretycznej pracy, opublikowanej na łamach pisma Optica, są doktoranci Zeki Hayran i Aobo Chen oraz ich opiekun naukowy profesor Francesco Monticone. Dotychczas naukowcy zajmujący się metamateriałami badali je pod kątem możliwości kontrolowania albo absorpcji, albo refrakcji fal elektromagnetycznych. Jednak młodzi naukowcy z Monticone Research Grooup wykazali właśnie, że jeśli będziemy w stanie manipulować obiema właściwościami w czasie rzeczywistym, możliwości metamateriałów zostaną znacznie zwiększone. Metamateriały, których właściwości można zmieniać w czasie – zwane chronometamateriałami – mogą przyczynić się do olbrzymich postępów technologicznych.
Wykazaliśmy, że jeśli będziemy modulować w czasie obie te właściwości jednocześnie, uzyskamy znacznie lepszą absoprcję fal elektromagnetycznych niż w strukturze stabilnej lub takiej, w której można modulować w jednym momencie tylko jedną z tych cech. Uzyskujemy w ten sposób znacznie bardziej efektywny system, mówi Monticone.
Odkrycie możne doprowadzić do stworzenia nowych metamateriałów o bardzo pożądanych właściwościach. Na przykład materiał pochłaniający szerokie pasmo fal radiowych musi mieć grubość powyżej pewnej grubości granicznej, jednak może to znacząco utrudniać projektowanie urządzeń go wykorzystujących. Żeby zmniejszyć grubość takiego materiału, a jednocześnie zwiększyć zakres pochłanianych fal, trzeba pokonać ograniczenia konwencjonalnych materiałów. Jednym ze sposobów na to jest modulowanie ich struktury, wyjaśnia Hayran.
Badacze chcą, by ich prace przyczyniły się do dokonania dużego skoku technologicznego. Nie szukamy możliwości stopniowych zmian technologicznych. Chcemy dokonać przełomowych zmian. To nas naprawdę motywuje. Jak można dokonać takich zmian? Trzeba zacząć od samych podstaw, dodaje Monticone.
Komentarze (4)
Ergo Sum, 11 sierpnia 2021, 14:53
olbrzymi skok technologiczny .... ale jaki? - nie bardzo widzę pola do szerokiego wykorzystania tych właściwości ...
Qion, 11 sierpnia 2021, 18:17
Potencjalne zastosowania otwierają się w technice wojskowej, np. w celu stworzenia efektywniejszej powłoki w technologii stealth w pojazdach niewykrywalnych dla radaru.
cyjanobakteria, 11 sierpnia 2021, 22:03
Ona jest z tych, którym trzeba tłumaczyć trzy razy przydatność badań fundamentalnych, a dam sobie obciąć brudne paznokcie, że dalej nie rozumie
Stealth aż się prosi o wymienienie, ale są inne zastosowanie, które przychodzą mi do głowy jak optyka i filtry, w końcu w takim, a nie innym piśmie opublikowali wyniki badań, może sprawniejsze i mniejsze anteny, panele słoneczne, itd. Wszystko co ma styk z falami EM.
Rowerowiec, 12 sierpnia 2021, 16:26
To dobrze że ktoś tutaj na forum potrafi wytłumaczyć o co chodzi. Przecież to nie są proste rzeczy dla każdego.