El nuevo метаматериал absorbe energía electromagnética sin calefacción Bashny.Net

Метаматериалы (Metamaterials) son materiales sintéticos, compuestas por muchos de los componentes individuales , que en conjunto dan propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Imagine las ondas electromagnéticas, lo que se mueve a través de una superficie plana de miles de diminutos eléctricos de celdas. Si los investigadores pueden configurar cada elemento para la manipulación de las ondas de cierta manera, ellos pueden hacer, como es la onda debe comportarse como una sola unidad.





Para manipular las ondas electromagnéticas, los investigadores, como regla general, tuvo que utilizar la conductividad de los metales. Sin embargo, este enfoque trae consigo el problema fundamental de los metales — que la más alta conductividad eléctrica, más el material se calienta. Esto limita su utilidad en la temperatura-sensibles de los procesos.

En su nuevo trabajo, los ingenieros eléctricos de la Universidad de duke muestran la primera totalmente dieléctrico (no) solenoide de la метаматериал — cuya superficie está cubierta de cilindros, como la superficie de la detalki de Lego, que están diseñados para la absorción de терагерцовых de las olas . Debido a que este rango de frecuencia se encuentra entre las ondas infrarrojas y микроволнам, el enfoque puede ser aplicable para casi cualquier frecuencia del espectro electromagnético.

"La gente ha creado este tipo de dispositivos antes, pero los intentos anteriores con los dieléctricos siempre ha sido emparejado con un metal" - dijo willy padilla, profesor de ingeniería eléctrica y computación en la Universidad de duke. "Todavía necesitamos optimizar el proceso, así como el desarrollo de varias tecnologías será mucho más fácil con метаматериалом, que con los metales ".



Veamos en más detalle en uno de los cilindros, contenidas en el nuevo неметаллическом метаматериале. Las flechas indican los diferentes aspectos del campo electromagnético interactúan con el cilindro.

Padilla y sus colegas han creado su метаматериал de silicio cubierto de bosque. Usando simulaciones por ordenador, se han calculado como терагерцовые de onda van a interactuar con cilindros de diferente altura y la anchura.

A continuación, los investigadores han fabricado un prototipo que consta de cientos optimizados cilindros alineados en una fila en una superficie plana. Las pruebas físicas han demostrado que el nuevo "метоповерхность" ("metasurface") absorbe el 97,5 % de la energía que genera una onda en la frecuencia de 1,011 la cth.

Eficaz de absorción de la energía de las ondas electromagnéticas es una propiedad importante para muchos, la tecnología y las aplicaciones nucleares. Por ejemplo, las unidades pueden trabajar en терагерцовом la banda, y ya anteriormente en ellos parcialmente se aplique de metal, y la obtención de imágenes claras, es una tarea difícil."El calor se propaga en metales rápidamente, que es un problema para cámaras térmicas" — dijo liu Ксинью un laboratorio, con un Падильи y coautor del artículo. "Hay maneras de aislar el metal durante el proceso de fabricación, pero se hace engorroso y costoso".

Otro uso potencial de la nueva tecnología es la iluminación eficiente. Las lámparas incandescentes dan a luz, sino que generan una considerable cantidad de calor desaprovechado. Ellos deben trabajar a altas temperaturas para obtener la luz, que es considerablemente más alta que la temperatura de fusión de la mayoría de los metales.

"Podemos producir dieléctrica метаповерхность, diseñado para la radiación de la luz, no produciendo efecto secundario de calor" — dijo padilla. "A pesar de que ya hemos sido capaces de hacer esto con la ayuda de метаматериалов a base de metal, el material todavía tiene que trabajar a alta temperatura. Dieléctricas de los materiales tienen un punto de fusión mucho más alta que la de los metales, por lo que estamos tratando de mover esta tecnología en infrarrojo del espectro, a fin de demostrar que este sistema de iluminación". publicado

 

Fuente: ecotechnology