I Ricercatori del MIT Da Costruzione la Lente Leggera di 3D Metamaterial

Published on November 16, 2012 at 6:35 AM

Sotto diversi aspetti, i metamaterials sono soprannaturali. Questi materiali artificiali, con le loro strutture complesso progettate, piegano le onde elettromagnetiche nei modi che sono impossibili per i materiali trovati in natura.

L'orientamento di 4.000 unità In Forma Di S forma una lente metamaterial che mette a fuoco le onde radio con precisione estrema e l'energia pochissima persa. (Foto: Dylan Erb)

Gli Scienziati stanno studiando i metamaterials affinchè il loro potenziale costruiscano i mantelli di invisibilità - materiali che rifrangono l'indicatore luminoso per nascondere un oggetto nella vista normale - e “le lenti eccellenti,„ che l'indicatore luminoso del fuoco oltre l'intervallo dei microscopi ottici all'immagine obietta al dettaglio del nanoscale.

I Ricercatori al MIT ora da costruzione una lente metamaterial tridimensionale e leggera quella onde radio dei fuochi con precisione estrema. La lente concava presenta i beni chiamati la rifrazione negativa, piegante esattamente le onde elettromagnetiche - in questo caso, onde radio - nel senso opposto da cui una lente concava normale funzionerebbe.

Le lenti Concave irradiano tipicamente le onde radio come i raggi da una ruota. In questa nuova lente metamaterial, tuttavia, le onde radio convergono, mettendo a fuoco su un singolo, punto preciso - i beni impossibli ripiegare in materiali naturali.

Per Isaac Ehrenberg, un dottorando del MIT in ingegneria meccanica, l'unità evoca un'immagine dal film “Star Wars„: la Stella di Morte, una stazione spaziale che spara i raggi laser da un piatto concavo, i laser che convergono ad un punto per distruggere i pianeti vicini. Mentre la lente da costruzione dei ricercatori' non farà saltare alcuni organismi planetari nell'immediato futuro, Ehrenberg dice che ci sono altre domande potenziali di unità, quale la rappresentazione dello profondo-spazio e molecolare.

“Non c'è blocco solido di tutto il materiale nella tabella periodica che genererà questo effetto,„ Ehrenberg dice. “Questa unità rifrange le onde radio come nessun altro materiale trovato in natura.„

Ehrenberg ha pubblicato i risultati della sua ricerca nel Giornale di Fisica Applicata. I Suoi co-author sul documento sono Sanjay Sarma, i Fiori di Fred ed il Professor Forte dei Fiori della Fortificazione di Daniel dell'Ingegneria Meccanica al MIT e Bae-Ian Wu, un ricercatore al Laboratorio Di Ricerca Dell'Aeronautica.

Modellatura della cella

I beni straordinari dei metamaterial sono determinati in gran parte dalla sua struttura - simile a come i cristalli di un diamante comunicano la concentrazione. Un materiale può rifrangere diversamente l'indicatore luminoso secondo la forma di diverse unità all'interno di un materiale e la disposizione di quelle unità in generale.

Prima di questo documento recente, Wu ed altri hanno studiato come determinate forme dei metamaterials possono pregiudicare la propagazione delle onde elettromagnetiche. Il gruppo ha fornito “una cella di unità„ blocky e In Forma Di S di cui la forma rifrange le direzioni delle onde radio in particolare. Ehrenberg ha usato la forma dell'unità come la base per la sua lente concava, creante la forma approssimativa da più di 4.000 celle di unità, ciascuno soltanto alcuni millimetri ampi.

Per da costruzione la sua progettazione, Ehrenberg ha utilizzato la stampa 3-D, bene immobile un il livello della lente dal livello complesso da una soluzione del polimero. Poi ha lavato via tutto il residuo con un getto di acqua ad alta pressione ed ha ricoperto ogni livello di vapore fine di rame per dare alla lente una superficie conduttiva.

Per collaudare la lente, i ricercatori hanno collocato l'unità fra due antenne radiofoniche ed hanno misurato l'energia trasmessa con. Ehrenberg ha trovato che la maggior parte dell'energia poteva attraversare through la lente, con pochissimo perso all'interno del metamaterial - un miglioramento significativo nel rendimento energetico in paragone alla negativo-rifrazione passata progetta. Il gruppo egualmente ha trovato che le onde radio hanno converso davanti alla lente ad un punto molto specifico, creante un raggio stretto e messo a fuoco.

Spazio di Rappresentazione e di là

Sarma dice che la combinazione del fuoco con poche perdite„ e stretto dell'unità “è un punto di promessa verso l'organizzazione delle lenti metamaterial pratiche.

“Ci sono molti fenomeni nel mondo che potete dimostrare, ma se potete raggiungere al disgaggio è l'emissione,„ Sarma dice. “Abbiamo catturato il concetto negativo della rifrazione dal regno di proof of concept al regno della praticità.„

L'unità, che pesa di meno che una libbra, può essere utilizzata per mettere a fuoco precisamente le onde radio sulle molecole per creare le immagini ad alta definizione - immagini che corrente sono prodotte facendo uso delle lenti ingombranti, pesanti e costose. Ehrenberg dice che così unità leggera potrebbe anche essere montata sui satelliti alle stelle di immagine e su altri corpi celesti nello spazio, “dove non volete allevare una lente vigorosa.„

Il Sun di Cheng, un assistente universitario dell'ingegneria meccanica alla Northwestern University, dice che la progettazione metamaterial è una dimostrazione di promessa che può piombo alle più forti, telecomunicazioni più veloci.

“La progettazione con poche perdite può essere considerata un passo avanti significativo verso le applicazioni pratiche alla microonda o intervalli di radiofrequenze,„ il Sun dice.

Oltre applicazioni della lente', Ehrenberg dice il suo montaggio è semplice e ripiegato facilmente, permettendo che altri scienziati studino le progettazioni metamaterial 3-D.

“Potete realmente completamente esplorare lo spazio dei metamaterials,„ Ehrenberg dice. “C'è un tutto l'altra dimensione che ora la gente potrà esaminare.„

Sorgente: http://web.mit.edu

Last Update: 16. November 2012 07:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit