1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Принцип дії і застосування метаматеріалів

Принцип дії і застосування метаматеріалів

Головною особливістю штучно утворених матеріалів є періодичність їх структури. Це може бути 1D, 2D або 3D структура. Фактично вони можуть мати різну структуру. Наприклад, їх можна розташувати в якості діелектричних елементів, між якими будуть перебувати розімкнуті дротові кільця. При цьому кільця можуть бути передеформіровани з круглою в квадратну.

Щоб властивості електричного характеру зберігалися в будь-яких частотах, кільця структуруються замкнутими. До того ж кільця в речовині часто розташовуються випадково. Реалізація унікальних параметрів нового речовини відбувається при резонансі його частоти, а також діючої частоти електромагнітної хвилі ззовні.

Застосування

Метаматеріали знаходять і знаходитимуть найширше застосування в усіх сферах, де застосовується електромагнітне випромінювання. Це медицина, наука, промисловість, космічне обладнання та багато іншого. Сьогодні створюється величезна кількість електромагнітних матеріалів, які вже знаходять застосування.

У радіофізики та астрономії використовуються спеціальні покриття, які знаходять відмінне застосування з метою захисту телескопів або сенсорів, які застосовують довгохвильове випромінювання.

В оптиці дифракційне переломлення також знаходить широке застосування. Наприклад, вже створена суперлінза, яка дозволяє вирішити проблему дифракційного межі дозволу стандартної оптики. В результаті перший експериментальний зразок лінзи продемонстрував феноменальні показники, його дозвіл було в 3 рази вище існуючого дифракційної межі.

У мікроелектроніці метаматеріали можуть зробити справжню революцію, яка може змінити життя практично кожної людини на Землі. Так можуть з’явитися на порядок менші і неймовірно ефективні пристрої та антени для мобільників. Завдяки новим матеріалам вдасться розширити щільність зберігання даних, а значить, з’являться диски і багато інших електронних пристроїв, які зможуть мати значний обсяг пам’яті;

Створення неймовірно потужних лазерів. Завдяки застосуванню матеріалів зі зміненою структурою вже з’являються потужні лазери, які при меншій споживаної енергії видають на порядок потужний і руйнівний світловий імпульс. В результаті може з’явитися лазерну зброю, яке дозволить збивати балістичні ракети, які перебувають на відстані в десятки кілометрів.

Промислові лазери зможуть якісно розрізати не тільки металеві матеріали товщиною в кілька десятків міліметрів, а й на порядок більшої величини.

Завдяки новим лазерним установкам будуть з’являтися нові промислові 3d принтери, які зможуть швидко і з високою якістю друкувати металеві вироби. За своїми якостями вони практично не поступатимуться виробам, виготовленим із застосуванням типових методів металообробки. Наприклад, це може бути шестерня чи інша складна деталь, на виготовлення якої в звичайних умовах потрібно затратити багато часу і сил.

Створення нових антивідблисків матеріалів. Завдяки їх створення і застосування можна буде створювати винищувачі, бомбардувальники, кораблі, підводні човни, танки, робототехнічні системи, мобільні установки типу «Ярс» і «Сармат», які не будуть видні для сенсорів і радарів ворога. Подібні технології можуть бути вже застосовані в винищувачах шостого і сьомого покоління.

Уже сьогодні вдається забезпечити «невидимість» для техніки в терагерцевому діапазоні частот. У майбутньому можна буде створювати техніку, яка буде невидима у всьому діапазоні частот, в тому числі і «видимому» для людського ока. Одним з таких рішень є плащ-невидимка. На даний момент плащ-невидимка вже може приховувати невеликі об’єкти, але у неї є деякі вади.

Можливість бачення через стіни. Застосування нових штучних матеріалів дозволить створити прилади, які дозволять бачити крізь стіни. Вже сьогодні створюються пристрої, які виявляють сильний магнітний відгук на випромінювання терагерцового діапазону.
Створення блеф-стіни або неіснуючих «копій» військової техніки. Метаматеріали дозволяють створювати ілюзію присутності об’єкта в місці, де його немає. Наприклад, подібні технології вже сьогодні застосовуються російськими військовими для створення безлічі неіснуючих ракет, які «летять» поруч зі справжньою, щоб обдурити ПРО супротивника.

ПОДІЛИТИСЯ: