Metamateriály / materiálová budúcnosť

Tagy: metamaterial, metemateriál

Určite najzujímavejšou skupinou materiálov súčasnosti sú metamateriály. Dlho som sa ani neodvážil písať o nich možno aj preto, že ich vlastnosti a schoponosti sú ako z príbehov budúcnosti. Sú to umelo vytvorené kompozity so špecifickou štruktúrov, ktorú nie je možné nájsť nikde v prírode. Tá im dáva neobvyklé elektrické, magnetické, mechanické, zvukové či optické vlastnosti

Bližšie info na wikipedii metamaterial
Kniha: Metamaterials: Theory, Design, and Applications - Tie Jun Cui, David Smith, Ruopeng Liu

 

 

 

Záporná permeabilita

Využitie:
- ako lacné vysoko výkonné magnety, ktoré umožnia nové druhy elektrických pohonov, od elektromobilov až po nové tiché a výkonné motorčeky pre harddisky
- odozva metamateriálov v terahertzovej oblasti môže vyriešiť problém vhodných detektorov tejto oblasti, najmä pri letiskových kontrolách alebo pri zobrazovacích metódach v biomedicíne s ultravysokým rozlíšením
- zneviditelnenie magnetického pola
- metamateriálové antény

 

 

Záporná permitivita

Využitie:
- neviditeľnosť pre elektrické pole
- zlepšenie a zefektívnenie bezdrôtového napájania

Mechanické metamateriály

Majú zaujímavú vlastnosť, založená na ich vnútornej štruktúre, ktorá umožňuje ich skracovanie pri naťahovaní a naopak pri stláčaní materiálu sa naťahujú. Táto vlastnosť by sa dala nazvať aj antistlačiteľnosť.

Ďalším zaujímavým metamateriálom tejto skupiny je materiál nazvaný Pentamode.
Tento materiál je stabilný iba ak naň pôsobí zo všetkých strán rovnaká sila.

Zvukové maskovanie

Záporný idenx lomu

 

Stavebné prvky ich povrchu sú menšie ako vlnová dĺžka žiarenia, s ktorým reagujú. Fyzik Jason Valentine vysvetľuje princíp metamateriálov ovplyvňujúce index lomu takto: "Keď pozorujete rybu vo vode, zdá sa byť o niečo ďalej, než je v skutočnosti. Podobne aj palica zhora ponorená do vody sa akoby láme." Keby sa ale voda správala ako iné metamateriály, všetko by bolo inak. "Je to šialené, ale zdalo by sa, že je ryba nad vodnou hladinou." V súčasnosti pracuje niekoľko vedeckých centier na zdokonaľovaní týchto materiálov. Vytvárajú sa stále nové lacnejšie, ohybnejšie kompozity, ktoré dokážu vo väčšom rozsahu reagovať s elektromagnetickým polom.

Súčasný výskum:
Lego pre materiály s neobvyklými optickými vlastnosťami
Priblíženie neviditeľnosti

Využitie:
- vytvorenie neviditeľných plášťov a krytov, neviditeľných pre rôzne vlnové dĺžky
- dokonale rovinné šošovky, čo by spôsobilo revolúciu v astronómii a zobrazovacích zariadeniach
- výroba počítačov, kde prenos informácií bude pomocou svetla (pozri tiež fotonické kryštáli)