Metamaterial ùr gus smachd a chumail air tonnan meacanaigeach

Ann an metamaterials aithnichte gu ruige seo, tha an t-iongantas de ath-dhealbhadh àicheil co-chothromach, ie chan eil e a’ dèanamh eadar-dhealachadh eadar ceàrnan dearbhach agus àicheil de tricead nan tonn. Tha buidheann de luchd-saidheans air an stiùireadh le Alessandro Pitanti agus Simone Zanotto bho Institiud nan Nanosciences (Cnr-Nano) air faighinn a-mach gu bheil e comasach an co-chothromachd seo a bhriseadh le bhith a’ cruthachadh metamaterial ùr-nodha le cuideam meacanaigeach le triceadan anns an raon GHz.

Tha an sgrùdadh, a chaidh fhoillseachadh ann an Nature Communications, a’ riochdachadh adhartas anns a’ chomas air tonnan meacanaigeach àrd-tricead a làimhseachadh, agus dh’ fhaodadh gum b’ fheàrr leis mean-fhàs de theicneòlasan an latha an-diugh stèidhichte air naomechanics GHz.

Stuthan meata

Tha metamaterials nan stuthan le structar fuadain, air a dhèanamh suas de mhicro-eileamaidean de chumaidhean sònraichte, leithid feartan ùra a thoirt seachad nach eil ann an stuthan àbhaisteach. Gu sònraichte tha metamaterials inntinneach airson smachd a chumail air agus làimhseachadh tonnan electromagnetic agus tonnan fuaimneach. Tha an luchd-rannsachaidh Cnr-Nano, ann an co-obrachadh le co-obraichean bhon Istituto officina dei materiali (Cnr-Iom) agus Institiud Paul Drude, air meata-stuth ùr innleachadh a tha a’ dol tro iongantas ath-tharraing tonn nach fhacas a-riamh roimhe, ris an canar “àicheil”. refraction neo-chunbhalach."

Metamaterials agus tonnan electromagnetic

Nuair a thèid iad a-steach do mheata-stuthan le structar sònraichte, bidh tonnan electromagnetic, fuaimneach agus meacanaigeach a’ dol tro ‘deviation’ sònraichte ris an canar refraction àicheil. Tha na meata-stuthan aithnichte gu ruige seo co-chothromach, ie chan eil iad a’ dèanamh eadar-dhealachadh eadar ceàrnan dearbhach agus àicheil de thachartasan. Anns an stuth ùr a chaidh a innleachadh leis an luchd-rannsachaidh, tha an co-chothromachd seo briste, mar a tha Simone Zanotto a’ mìneachadh: “Nuair a bhuaileas tonn meata-stuth gu h-obann, tha i a’ leantainn na bhroinn, air a shìneadh chun aon taobh bhon tàinig e. Is e seo refraction àicheil. Tha an metamaterial a leasaich sinn a’ sealltainn giùlan eadhon nas annasaiche: tha e comasach dha an tonn a chasg ann an diofar dhòighean a rèir cò às a thàinig e. Tha tonnan air an ath-bhualadh gu àicheil nuair a thig iad bho aon taobh agus gu h-àbhaisteach nuair a thig iad bhon taobh eile"

Ath-fhilleadh àicheil neo-chunbhalach

Fhuair an luchd-rannsachaidh an ath-dhealbhadh àicheil neo-chunbhalach le bhith a’ cleachdadh structar caran sìmplidh den stuth, a tha air a dhèanamh suas de shreath de mhicro-uamhan ann an cumadh L air an gràbhaladh air còmhdach de gallium arsenide.

Gus an metamaterial a chruthachadh, chaidh dòighean adhartach nanofabrication a chleachdadh ann an deuchainn-lannan Nest de Cnr-Nano agus Scuola Normale a’ tòiseachadh bho stuthan a rinn Giorgio Biasiol aig Cnr-Iom. Chaidh an sampall an uairsin a dhearbhadh le tonnan meacanaigeach leis a’ bhuidheann rannsachaidh Paulo Santos (Institiùd Paul Drude) aig a bheil eòlas air feadh na cruinne ann an tomhasan meacanaigeach àrd-tricead de shiostaman stàite cruaidh. Mar thoradh air na samhlaidhean eileamaid chrìochnaichte a rinn Alessandro Pitanti bha e comasach na toraidhean agus giùlan neo-chunbhalach ath-tharraing a mhìneachadh.

Àrd tricead

Tha an roghainn a bhith ag obair aig tricead àrd le tonnan de òrdugh GHz na ùr-sgeul eile, a bharrachd air dùbhlan teicnigeach mòr. “Is e raon a th’ ann nach eilear a ’sgrùdadh mòran, ach le làn ùidh agus buntainneachd ann an roinnean leithid teicneòlasan 4G agus 5G a bharrachd air na siostaman conaltraidh cuantamach a tha a’ tighinn am bàrr, ”mhìnich Zanotto. “Thathas cuideachd an dùil san àm ri teachd a bhith a’ cleachdadh resonators meacanaigeach àrd-tricead airson mothachairean thermomechanical a chuir an gnìomh airson ghathan fo-dhearg”.

“Tha an toradh na cheum cudromach a dh’ ionnsaigh smachd iomlan air tonnan meacanaigeach, oir leigidh e leinn eadar-dhealachadh a dhèanamh, mar eisimpleir, tonnan a’ tighinn bhon taobh chlì bhon fheadhainn a tha a’ tighinn bhon taobh cheart. meacanaig tricead”, a’ leantainn Simone Zanotto, “Ann am prionnsapal, le ‘ath-sgèileadh’ sìmplidh den metamaterial faodaidh e cleachdadh a lorg, mar eisimpleir, eadhon ann an gluasad tonnan seismic gus togalaichean a dhìon”. “Is e fàire eile a bhith a’ toirt a-steach luchd-sgaoilidh / mothachairean quantum - aig an ìre seo, dh’ fhaodadh àite cudromach a bhith aig na siostaman againn ann an àrd-ùrlaran san àm ri teachd airson coimpiutaireachd cuantamach agus conaltradh.

dreachdadh BlogInnovazione.it

Default