Hva er de forskjellige anvendelsene av metamaterialer?

Metamaterialer er laboratorieproduserte materialer som kan bøye elektromagnetiske bølger i motsetning til noe annet stoff som finnes i naturen.På aspekt av dem er at slike materialer kan bøye lysstråler i motsatt retning, en egenskap kjent som negativ brytningsindeks.Ettersom forskjellige typer metamaterialer opprettes ved hjelp av datamaskiner for å simulere og bygge nanoskala -strukturen, realiseres flere anvendelser av metamaterialer.De kan brukes til å lage miniatyriserte antenner og kommunikasjonssystemer;presise avbildningssystemer innen produksjon, forsvar og medisin;i tillegg til å bli brukt i militære og romanvendelser.Metamateriale -kapping har også blitt teoretisert for å bøye lyset rundt et objekt for å gjøre det usynlig.

Konseptet med disse materialene er basert på elektromagnetiske bølger som blir påvirket av interaksjoner med atomer og molekyler i naturen.I en sub-mikroskopisk skala kan spesifikke materialer endres for å påvirke oppførselen til disse bølgene til de virker på en måte de normalt ikke gjør.Objekter En brøkdel på størrelse med en lysbølgelengde er opprettet, noe som gjør det mulig å manipulere elektromagnetiske bølger i en rekke bruksområder.En av anvendelsene av metamaterialer er deres bruk i antenner som kan etses på kretskort og ta veldig lite plass.Miniatyrenheter som bruker antenner er derfor mulig, så vel som mindre kretsløp som kontrollerer bredbåndsfrekvenser og faseskift i elektronikk.

Metamaterialer kan også brukes i bildesystemer som fungerer i oppløsninger som er større enn grensene for lysbølgelengdestørrelse.Anvendelsene av metamaterialer i disse tilfellene varierer fra å øke tettheten av små elektroniske komponenter til presise medisinske bildesystemer samt inspeksjonsenheter for produksjon.Meta-surfaces konstruert av elektromagnetiske bølgeendringsmaterialer er organisert slik at småskala geometri påvirker hvordan bølgene beveger seg.Stoffene som de er konstruert med har ikke så stor innvirkning.

Antennesystemer og kommunikasjonselektronikk i satellitter kan også inkludere metamaterialer.Nyttelaststørrelsen minimeres, noe som gjør det lettere å starte en mindre satellitt, og rimeligere å designe og bygge den.Bruksområder av metamaterialer inkluderer også mindre sikkerhetsutstyr og enheter som brukes av militæret.Forskere har til og med brukt metamaterialer på teorien om kapping, eller bøyelys slik at et objekt blir usynlig.Så langt, fra 2011, har ingeniører vært i stand til å kappe en bølgelengde om gangen, men har teoretisert på applikasjoner av metamaterialer for å forbedre ytelsen til trådløse enheter, minnelagring og optiske linser.