ВИДЕО Во обид да се создаде наметката Хари Потер, научниците откриваат повеќе намени
од И.Ц., сабота, 4 јануари 2014 година, 21:46 часот
Иако Светиот Грал на метаматеријали останува способност да ги прави предметите и луѓето невидливи за човечкото око, тие може да имаат и повеќе опипливо комерцијално влијание со тоа што ќе се користат за повеќе секојдневни цели - од сателитски чинии до безжично полнење на мобилни телефони.
Метаматеријалите се едноставно материјали кои имаат својства што не се наоѓаат во природата, тие имаат моќ да го одвратат електромагнетното зрачење околу предметите. Клучот е како се направени. Со составување на материјалот - од фотонски кристали до жица и пена - на скала помала од брановата должина што треба да се манипулира, бранот, теоретски, може да се одврати.
Овие својства ги прават метаматеријалите најпосакувана алатка на научниците запишани во конструкцијата на уредите за да овозможат маскирање, вклучувајќи го и т.н.
„Наметката со невидливоста беше само една од работите што ги откривме - дека ја имаме целата оваа флексибилност во овој материјал и тоа е друга работа што можеме да ја направиме“, рече Дејвид Смит од Ројтерс во телефонското интервју за Ројтерс. на Универзитетот Дјук, кој се смета за еден од основачите на метаматеријалите. „Ние сме подеднакво заинтересирани да ја видиме оваа транзиција и да направиме промена во животот на луѓето“, додаде Дејвид Смит.
Навистина, патувањето на Смит од лабораторијата до фабриката покажува дека иако за некои метаматеријали станаа синоним за ртовите „Хари Потер“, нивните придобивки може да се почувствуваат во голем број индустрии и употреби, од помала комуникација со згради заштитени од земјотреси.
Дејвид Смит, Разговор за метаматеријали 2013 година
Централната точка на метаматеријалите и потрагата по невидливост е претставена од брановите. Ако електромагнетните бранови - било да е тоа видлива светлина, микробранови или инфрацрвени бранови - можат да се пренасочуваат околу некој предмет, тогаш тоа не би било видливо на тие бранови должини. Долго време се сметаше дека светлината не може да се контролира на овој начин со природни материјали бидејќи нивните оптички својства зависат од хемијата на атомите од кои се формираат.
Кон крајот на 90-тите години, Смит и неговите колеги експериментирале со промена на геометријата на материјалите, откривајќи дека тие можат да го променат начинот на интеракција со светлината или други видови бранови - создавајќи така метаматеријали. Со нивна помош, Андреа Алу, вонреден професор на Универзитетот во Тексас, Остин (САД), изјави за Ројтерс, научниците откриле дека „можеби е можно да се оспорат правилата и ограничувањата што се сметаат за пишување на камени со векови“.
Во последната деценија се случи експлозија во истражувањето засновано на откритијата на Смит, во обид да се направат предмети невидливи барем во некоја форма на светлина.
„Досега имаше неколку демонстрации на камуфлажа на видливи бранови должини, така што навистина е можно да се камуфлира предмет и тоа е готово“, рече asonејсон Валентин од Универзитетот Вандербилт, еден од првите такви „наметки на невидливост“. Сепак, тие имаат ограничувања, како што се работи само во одредени бранови должини и само од одредени агли. Но, овие бариери брзо се отстрануваат, вели asonејсон Валентин.
Во 2012 година, на пример, Јарослав Уржумов од Универзитетот Дјук направи обична пластика со микробранова печка што се одврати со обичен 3Д печатач, додека Алу изгради ултра тенка мантија напојувана од електрична енергија.
Предавање на Newутн 2013 година: Професор Сер Pendон Пендри од Царскиот колеџ во Лондон
Невидлива армија?
Најголем дел од финансирањето за истражување во оваа област во САД доаѓа од американската војска.
Уржумов во интервју за Интернет за цитираната новинска агенција рече дека Министерството за одбрана е „еден од најголемите американски спонзори на истражување на метаматеријали и невидливост“. од 2000 година, истражувањето на метаматеријалите, ја покажува веб-страницата на институцијата.
Воениот интерес за метаматеријалите првенствено беше насочен кон создавање наметка за маскирање, рече Мигел Наваро - Сиа од Империјал колеџ во Лондон, кој ја истражуваше оваа тема со средства од Европската агенција за одбрана и американската армија.
Но, наметката со невидливост не смее да биде злобна алатка за војна, пишува Ројтерс.
Валентин Вандербилт сугерира архитектонска употреба. „Можете да ја користите оваа технологија за да ги скриете колоните на отпор од видното поле, така што просторот изгледа целосно отворен“, вели научникот.
Другите потенцијални употреби вклучуваат камуфлирање на делови од авиони за пилотите да ги видат под кабината, или да ги извадат возачите од слепата точка на автомобилот.
„Повеќето маскирни палта во суштина сè уште се во фаза на истражување“, рече Онг Чонг Ким, директор на Центарот за суперспроводливост и магнетни материјали на Сингапурскиот национален универзитет.
Фокусирајте се на тоа каде
Невладини организации и други велат дека иако метаматеријалите сè уште не можат целосно да камуфлираат предмети, тие може да се користат за пренасочување на други видови бранови, вклучувајќи механички бранови, како што се звучни бранови и бранови на океанот. На пример, на почетокот на минатата година, француските истражувачи ги отклонија сеизмичките бранови околу специјално поставените дупки во земјата, рефлектирајќи ги брановите.
Невладината организација разговараше за можноста сите работи научени од реконфигурацијата на геометријата на материјалите да се применат за да се одвратат цунами околу стратешките згради.
Елена Семуукина од Технолошкиот универзитет во Мичиген, пионер на маскирни уреди, истакнува дека антените може да се камуфлираат за да не се мешаат едни со други, дека луѓето можат да бидат заштитени од такво штетно зрачење или звучен притисок и дека можат спречуваат уништување на згради поради земјотреси.
Метаматеријалите исто така може да апсорбираат и испуштаат светлина со исклучително висока ефикасност - на пример, во ултразвук со висока резолуција - или да ја преориентираат светлината на многу кратко растојание. Ова, вели Ентони Викари од Лукс Рисрч, „може да се искористи за подобрување на комуникациските мрежи со оптички влакна или дури и за оптички комуникации во микрочипови за да се подобри брзината на пресметување“.
Кои се метаматеријалите
Комерцијална употреба
Навистина, очигледно расте растечкиот апетит за комерцијализација на уникатните својства на метаматеријалите.
Една од првите компании што се префрли на реклами беше Rayspan Corp., компанија со седиште во Калифорнија, која повеќе не постои, чии антени беа вклучени во WiFi рутерите од мрежниот производител Netgear Inc. и во екстра-паметниот смартфон произведен. од LG Electronics Inc.
Антените беа помали, порамни и поефикасни од другите, но нивната интеграција во остатокот од телефонот се покажа како тешка, изјавија поранешните раководители на Рејспан. Портпарол на LG изјави дека проектот повеќе не е активен и дека LG нема намера да користи метаматеријали во други производи.
„Едно нешто што научив од моето искуство како претприемач е дека технолошката индустрија е многу возбудена за тоа што се случува во лабораториите“, рече Маха Ахур, ко-основач на покојниот Рејспан. „Но, реалноста кога продавате работи е сосема поинаква“, додаде Ахур. Патентите на компанијата оттогаш се продадени на купувач чие име останува непознато.
Научени лекции. Сега, акцентот е префрлен на употреба на метаматеријали во производи и пазари каде полесно може да се добие комерцијална предност.
Смит, кој ги изгради првите метаматеријали во 1999 година, ја предводеше економската офанзива, работејќи со Intellectual Ventures, компанија со патентно портфолио, за лансирање на две компании: Kymeta Corp., која произведува рамни, панел-антени за комуникации. и Evolv Technologies, кои се надеваат дека ќе произведат побрз, полесен и попренослив скенер на аеродромот. Kymeta, во партнерство со сателитските оператори Inmarsat и O3b Networks, се надева дека ќе започне со испорака на почетокот на 2015 година.
Двете области беа избрани од краток список на 20 потенцијални пазари, објасни Смит, додавајќи дека „тие се исти метаматеријали зад мантијата, но баравме краткорочни апликации“.
Следната веројатно употреба од потрошувачите може да биде во безжично полнење на уредите, област што го привлекува вниманието на индустријата, покажува Ројтерс.
Марк Госток од ИСИС Иновација ДОО, комерцијална фирма за истражување на Универзитетот Оксфорд, рече дека разговара со неколку производители за технологијата ИСИС. Самсунг електроникс исто така поднесе неколку патенти поврзани со метаматеријали и безжично полнење.
Други компании кои ги споменуваат метаматеријалите во патентните информации вклучуваат Харис Корп., НЕЦ Корп., Хјулит-Пакард Ко. И Панасоник Корп.
На крајот, материјалите ќе бидат вметнати во секојдневна употреба без премногу врева, вели Вил Мекарти, главен директор за технологија во производителот на паметни прозорци во Денвер, RavenBrick LLC и носител на патент за кој се надева дека ќе ги направи метаматеријалите да се користи за поларизирање на прозорците.
„Луѓето кои ги купуваат овие производи нема да имаат идеја како работат, и нема да знаат ниту да се грижат дека прават работи што порано се сметаа за невозможни“, рече Мекарти.
Разговори на TEDx: Андреа Алу, за метаматеријалите и невидливоста