Hvad er elektromagnetiske metamaterialer?

Elektromagnetiske metamaterialer er forbindelser, der er konstrueret til at have unikke strukturelle såvel som kemiske egenskaber, der ikke er naturlige for selve materialerne.Nanoskalaoverflader oprettes, der kan påvirke metamaterialerne -reaktionen på almindeligt lys såvel som andre typer stråling, såsom mikrobølgestråling ved, at de strukturelle træk er mindre i størrelse end den faktiske bølgelængde af stråling.Egenskaber, så elektromagnetiske metamaterialer ofte oprettes til visning, inkluderer unikke dielektriske effekter, såvel som et negativt brydningsindeks med sølvmetamaterialer, som kan bruges til at fremstille en superlens, der kan løse, har et par nanometer i størrelse eller bruges til at se det indre afIkke-magnetiske objekter.

Mens elektromagnetiske metamaterialer har en bred vifte af potentielle anvendelser, har fokus for meget af forskningen i sådanne materialer fra 2011 været i mikrobølgesteknik for avancerede antenner og andre magnetiske relaterede systemer.Disse kunstigt strukturerede materialer er i stand til at udvikle magnetismefunktioner i nærvær af mikrobølgefelter eller terahertz-infrarøde felter, der findes direkte mellem mikrobølgeovn og synligt lysområde for det elektromagnetiske (EM) spektrum.Sådanne materialer ville ellers være ikke-magnetisk, og at stimulere denne egenskab i dem omtales i fysik som at skabe venstrehåndet (LH) opførsel.Oprettelse af en sådan opførsel i ikke-magnetiske enheder ville være medvirkende til fremstilling af avancerede filtre og stråle-skiftende eller faseskiftende elektronik.

Anvendelsen af metamaterialer ville yderligere miniaturisere elektronikkomponenter samt gøre kredsløb og antenner mere selektivt modtagelige modtagelige modtagelige modtagereeller uigennemtrængelige for forskellige bands i EM -rækkevidden.Et eksempel på en applikation til et finere kontrolniveau over elektromagnetiske bølger ville være i Global Positioning System (GPS) -teknologi, der kan transmittere eller blokere et mere præcist positioneringssignal, end der i øjeblikket er muligt i militære målretning og fastklemningsmiljøer.Denne forbedrede evne muliggøres af det faktum, at elektromagnetiske metamaterialer er en kunstigt struktureret materialeform, der både interagerer med og kontrollerer omgivende elektromagnetiske bølger, hvilket gør materialerne både transmittere og modtagere.

De typer metamaterialer, der demonstrerer disse egenskaber, har strukturelle funktioner,konstrueret i omfanget af Angstrom eller i en størrelse på ca. en tiendedel af et nanometer.Dette kræver fælles indsats fra flere videnskabsområder for at bygge sådanne materialer, herunder fysik, kemi og teknik inden for nanoteknologi og materialevidenskab.Guld-, sølv- og kobbermetaller samt plasma og fotoniske krystaller er materialer, der er blevet anvendt til konstruktion af sådanne elektromagnetiske metamaterialer, og efterhånden som videnskaben skrider frem, finder anvendelse af metamaterialer stigende anvendelser inden for optikområdet.Det er teoretiseret, at der til sidst kunne genereres en form for elektromagnetisk usynlighedsfelt af sådanne metamaterialer, hvor synligt lys kunne bøjes omkring dem for at skjule deres tilstedeværelse.