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三维超材料模型Ames实验室科学家开发了一种评估用于超材料结构的不同导体的方法随着Ames实验室的研究人员将创新从科幻领域的创新转移到现实,他们开发了一种评估不同导体的方法用于超材料结构可能导致技术闻所未闻的技术美国能源部艾姆斯实验室的科学家设计了一种方法来评估用于超材料结构的不同导体,这些导体被设计成具有天然材料无法实现的性能

据本月报道,自然光子隐形装置隐藏了雷达的飞机,可以在单个细胞内看到的显微镜,以及只有几毫米的微型天线,听起来像科幻电影的一部分但是,在十年的范围内自从他们开始工作以来,艾姆斯实验室物理学家Costas S. oukoulis和他的研究团队将这些和其他创新从虚构领域转移到了现实“超材料有一些基本的新特性,可能允许许多新的应用,”Soukoulis说,例如,天然材料将光折射到相反的一面

发生率正常,而超材料可以将光线折射到同一侧(左手材料),允许使用平面镜头成像超材料也能够吸收所有光线照射它们,不反射它们,创造完美的吸收体材料甚至可以慢光和使这些特性更有趣的是它们可以根据特定技术的需要进行调整“通常,材料科学家会提供一种材料,确定其性质,然后才能用于材料但是超材料的工作在相反的方向,“Soukoulis说”通过超材料,我们可以考虑我们喜欢什么技术以及什么我们想要的特性 - 也许是以前闻所未闻的特性 - 并设计材料以展示这些特性“例如,创造超高效设备以收获太阳能产品中的阳光的目标这种设备的理想材料将吸收100%的太阳光谱“在超材料中,我们可以设计它们的磁性和电响应,”Ames实验室副科学家Thomas Koschny说道

“因此,我们可以控制超材料界面的反射,这在普通材料中是不容易做到的

常规材料,特别是像光一样的波浪类型,材料只有电响应,它们总是反射的但是,在超材料中,我们可以安排材料的各个部分,使电响应等于磁响应,并且表面是无反射的,所有的波都进入材料“其他可能的应用是”超透镜“,这将允许我们使用vis光能够看到分子,如DNA分子,以及光学存储大量数据的设备和许多其他潜在用途,因为与天然材料不同,超材料可以设计为在目标频率下工作,至少在原则上,无线电频率到可见光但是具有如此巨大的潜力也带来了一些挑战,其中一些Soukoulis团队已经在会议上取得了重大进展2006年,研究人员是第一个制造左手超材料,一个负指数为折射,非常靠近可见光的波浪2007年,该小组设计并制造了第一个用于可见光的左手超材料,他们最近制造了具有巨大光学活性的手性超材料另一个挑战是减少超材料中的能量损失能量损失金属成分转化为热量本月在Nature Photonics报道的结果,Soukoulis和他的团队评估了各种导电材料 - 包括石墨烯,高温超导体和透明导电氧化物“石墨烯是一种非常有趣的材料,因为它只有一个原子厚度且可调,但遗憾的是它不能很好地传导电流Ames实验室的博士后研究员Philippe Tassin说,这是一种光学超材料 “我们还认为高温超导体非常有前途,但我们发现银和金仍然是用于超材料的最佳导体”虽然石墨烯和超导体都不能立即修复超材料的损失,但Soukoulis的工作提供了一种评估未来候选材料的方法取代金或银将有助于利用超材料的巨大潜力“超材料可能有助于解决美国所面临的能源问题,”Soukoulis说:“在超材料领域不乏新的想法,我们正在帮助取得进展了解超材料的基础物理,应用物理和可能的应用“该研究由美国能源部科学办公室资助来源:艾姆斯实验室图片:艾姆斯实验室

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