211service.com
Praktisks veids, kā izgatavot neredzamības apmetņus
Jauna drukāšanas metode ļauj izgatavot lielas metamateriālu loksnes — jaunu materiālu klasi, kas izstrādāta, lai mijiedarbotos ar gaismu tādos veidos, kā nekādi dabiski materiāli nevar. Jau vairākus gadus pētnieki, kas strādā pie šiem materiāliem, ir solījuši neredzamības apmetņus, īpaši augstas izšķirtspējas superlēcas un citas eksotiskas optiskās ierīces tieši no zinātniskās fantastikas lapām. Taču materiāli aprobežojās ar nelielām laboratorijas demonstrācijām, jo nebija iespējas tos izgatavot pietiekami lielos daudzumos, lai demonstrētu praktisku ierīci.
Viegla deformācija: Šī ir lielākā loksne, kas jebkad izgatavota no metamateriāla, kas var saliekt gandrīz infrasarkano gaismu atpakaļ.
Ikviens, iespējams, ir bijis tādā situācijā, ka nav spējis izgatavot pietiekami daudz [metamateriālu], lai ar to kaut ko darītu, saka Džons Rodžerss , materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign, kurš izstrādāja jauno drukas metodi. Metamateriāli, kas mijiedarbojas ar redzamo gaismu, iepriekš nav izgatavoti gabalos, kas lielāki par simtiem mikrometru.
Metamateriālus veido sarežģīta raksta slāņi, bieži vien no metāliem. Rakstiem ir jābūt tādā pašā mērogā kā gaismas viļņa garums, ar kuru tie ir paredzēti mijiedarbībai. Redzamās un tuvu infrasarkanās gaismas gadījumā tas nozīmē nanomēroga funkcijas. Pētnieki ir izgatavojuši šos materiālus ar tādām laikietilpīgām metodēm kā elektronu staru litogrāfija.
Rodžerss ir izstrādājis uz zīmogiem balstītu drukāšanas metodi lielu gabalu ģenerēšanai no viena no daudzsološākajiem metamateriāla veidiem, kas var likt infrasarkanajai gaismai izliekties nepareizi, kad tā iet cauri. Materiāli ar šo tā saukto negatīvo refrakcijas indeksu ir īpaši daudzsološi, lai izgatavotu superlēcas, nakts redzamības neredzamības apmetņus un izsmalcinātus viļņvadus telekomunikācijām.
Ilinoisas grupa sāk ar cietas plastmasas zīmoga formēšanu, kas ir pārklāta ar paceltu tīklu. Pēc tam zīmogu ievieto iztvaicēšanas kamerā un pārklāj ar upura slāni, kam seko metamateriālu sastāvdaļu — sudraba un magnija fluorīda — pārmaiņus slāņi, lai uz zīmoga izveidotu slāņainu sietu. Pēc tam zīmogu uzliek uz stikla vai elastīgas plastmasas loksnes, un upura slānis tiek iegravēts, pārnesot rakstaino metālu uz virsmu. Pagaidām Rodžers saka, ka ir izgatavojis metamateriālu loksnes dažu collu garumā katrā pusē, taču, izmantojot vairāk nekā vienu zīmogu, viņš plāno to palielināt līdz kvadrātpēdām. Un viņš saka, ka apzīmogotajiem materiāliem faktiski ir labākas optiskās īpašības nekā metamateriāliem, kas izgatavoti, izmantojot tradicionālās metodes.
Viegls siets: Liela laukuma metamateriāls sastāv no slāņveida metālu sieta, kas veidota nanomērogā.
Tagad mēs varam izvilkt milzīgas šīs lietas, saka Rodžerss. Zīmoga veidnes izgatavošana ir rūpīga, taču, tiklīdz šī veidne ir izveidota, daudzu atkārtoti lietojamu zīmogu izgatavošana neaizņem daudz laika.
Kalifornijas Universitātes Bērklijā mašīnbūves nodaļas vadītājs Sjans Džans saka, ka šis darbs ir nozīmīgs solis ceļā uz optisko metamateriālu izmantošanu. Ar šo metodi var palielināt dažādus metamateriālus, saka Džans, kurš 2008. gadā izveidoja dizainu, ko Rodžers izmantoja šai pirmajai demonstrācijai. Piemēram, var būt iespējamas makro mēroga 2-D lēcas un apmetņi, kā arī, iespējams, saules koncentratori. Viens potenciāls pielietojums ir objektīvos, kas integrē vairākas funkcijas vienā ierīcē, telekomunikācijām un attēlveidošanai.
Šī drukas tehnika ir diezgan jaudīga, un tai ir potenciāls mērogot ļoti lielos apgabalos, saka Nikolass Fans , MIT mašīnbūves asociētais profesors. Fang saka, ka šāda veida metamateriāls būtu īpaši interesants infrasarkano staru attēlveidošanas ierīcēm.