Jaké jsou různé Aplikace Metamateriály?

Metamateriály jsou laboratorně vyrobené materiály, které mohou ohýbat elektromagnetické vlny na rozdíl od jiných látek vyskytujících se v přírodě. Jejich aspektem je, že takové materiály mohou ohýbat paprsky světla v opačném směru, což je vlastnost známá jako negativní index lomu. Protože se pomocí počítačů vytvářejí různé typy metamateriálů, které simulují a vytvářejí strukturu nanočástic, realizuje se více aplikací metamateriálů. Mohou být použity k výrobě miniaturizovaných antén a komunikačních systémů; přesné zobrazovací systémy ve zpracovatelském průmyslu, obrany, a lékařství; stejně jako se používá ve vojenských a kosmických aplikací. Metamateriální maskování bylo také teoretizováno pro ohýbání světla kolem objektu, aby bylo neviditelné.

Koncept těchto materiálů je založen na elektromagnetických vlnách ovlivněných interakcemi s atomy a molekulami v přírodě. V sub-mikroskopickém měřítku mohou být specifické materiály měněny tak, aby ovlivňovaly chování těchto vln, dokud nebudou působit způsobem, který normálně ne. Byly vytvořeny objekty o velikosti vlnové délky světla, což umožňuje manipulovat s elektromagnetickými vlnami v různých aplikacích. Jednou z aplikací metamateriálů je jejich použití v anténách, které lze leptat na desky plošných spojů a zabírají velmi málo místa. Jsou tedy možná miniaturní zařízení, která používají antény, stejně jako menší obvody, které řídí elektroniku širokopásmových frekvencí a fázového posunu.

Metamateriály mohou být také použity v zobrazovacích systémech, které pracují při rozlišení větším, než jsou meze velikosti vlnové délky světla. Aplikace metamateriálů v těchto případech sahají od zvýšení hustoty malých elektronických součástek přesných lékařských zobrazovacích systémů až po kontrolní zařízení pro výrobu. Meta-povrchy konstruované z materiálů upravujících elektromagnetické vlny jsou organizovány tak, aby geometrie v malém měřítku ovlivňovala pohyb vln. Látky, které jsou konstruovány s nemají tolik nárazu.

Anténní systémy a komunikační elektronika v satelitech mohou také zahrnovat metamateriály. Velikost užitečného zatížení je minimalizována, což usnadňuje vypuštění menšího satelitu a méně nákladné jej navrhovat a stavět. Aplikace metamateriálů také zahrnují menší bezpečnostní vybavení a zařízení používaná armádou. Vědci dokonce použili metamateriály na teorii maskování nebo ohýbání světla tak, aby se objekt stal neviditelným. Doposud, od roku 2011, byli inženýři schopni maskovat jednu vlnovou délku najednou, ale teoreticky se zabývali aplikacemi metamateriálů pro zlepšení výkonu bezdrátových zařízení, ukládání paměti a optických čoček.