メタマテリアルのさまざまな用途は何ですか？

メタマテリアルは、自然界にある他の物質とは異なり、電磁波を曲げることができる実験室で作られた材料です。 それらの側面では、このような材料は反対方向に光のビームを曲げることができ、これは負の屈折率として知られる特性です。 ナノスケール構造をシミュレートおよび構築するためにコンピューターを使用してさまざまなタイプのメタマテリアルが作成されると、メタマテリアルのより多くのアプリケーションが実現します。 それらは、小型化されたアンテナと通信システムの作成に使用できます。 製造、防衛、医学における正確な画像システム。 軍事用途や宇宙用途で使用されています。 メタマテリアルのクローキングは、オブジェクトの周りの光を曲げて見えないようにするためにも理論化されています。

これらの材料の概念は、自然界の原子や分子との相互作用の影響を受ける電磁波に基づいています。 超顕微鏡的規模では、特定の材料を変更して、通常は振る舞わない方法でこれらの波の振る舞いに影響を与えることができます。 光波長の数分の1のサイズのオブジェクトが作成され、さまざまなアプリケーションで電磁波を操作できるようになりました。 メタマテリアルの用途の1つは、アンテナに使用することです。アンテナは、回路基板にエッチングでき、スペースをほとんど占有しません。 したがって、アンテナを利用する小型デバイス、および電子機器の広帯域周波数と位相シフトを制御するより小さな回路が可能です。

メタマテリアルは、光の波長サイズの制限を超える解像度で動作するイメージングシステムでも使用できます。 これらの場合のメタマテリアルの用途は、小さな電子部品の密度を上げることから、製造用の検査装置だけでなく、精密な医用画像システムにまで及びます。 電磁波を変化させる材料で構成されたメタ表面は組織化されているため、小規模なジオメトリが波の動きに影響を与えます。 それらが構築される物質は、それほど大きな影響を与えません。

衛星のアンテナシステムと通信電子機器にもメタマテリアルを組み込むことができます。 ペイロードのサイズが最小化されているため、小型の衛星の打ち上げが容易になり、衛星の設計と構築が安価になります。 メタマテリアルの用途には、軍隊が使用する小型のセキュリティ機器やデバイスも含まれます。 科学者はメタマテリアルをクローキングの理論に適用したり、物体を見えなくするように光を曲げたりしました。 これまでのところ、2011年の時点で、エンジニアは一度に1つの波長を覆い隠すことができましたが、ワイヤレスデバイス、メモリストレージ、光学レンズのパフォーマンスを改善するためのメタマテリアルの応用を理論化しました。