Metamaterialekimærer, der næsten ikke kan påvises på tværs af synligt lys, mikrobølger og infrarøde spektre

Et multi-institutionelt team af optoelektroniske og materialeingeniører i Kina har udviklet en type metamateriale, der er næsten usynlig på tværs af synligt lys, mikrobølger og infrarøde spektre. I deres papir, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , beskriver gruppen deres inspiration til materialet, hvordan det blev lavet og dets ydeevne, når det blev testet.

Forskerne bemærkede, at de fleste metamaterialer, der er udviklet til at give en vis grad af usynlighed, er designet til kun ét formål - hvilket gør det vanskeligt for folk at se en skjult genstand med det blotte øje eller nattesynsbriller. De satte sig i stedet for at skabe et enkelt metamateriale, der kunne give flere typer usynlighed. Til det formål så de til naturen for at få inspiration.

Forskerholdet bemærkede, at kamæleonen er dygtig til at gemme sig i synligt lys. Ved at blande sig i baggrunden bliver det svært at se. De bemærkede også, at glasfrøer er svære at få øje på på grund af deres gennemsigtighed. Og skæggede drager har udviklet sig til at gemme sig for rovdyr med termiske sansningsevner.

Tidligere forskning har vist, at metamaterialer kan give usynlighed via overflader, der har riller eller bump designet til at reflektere elektromagnetiske bølger på ønskede måder. Til denne nye undersøgelse manipulerede forskerne deres materiale til at reflektere synligt lys, mikrobølge- og infrarøde spektre på måder, der efterligner kamæleonen, glasfrøen og skægget dragen. De kalder resultatet en metamaterialisk kimær, med henvisning til den mytiske sammenlægning af de tre dyr, de forsøgte at efterligne.

De brugte en fem-trins proces til at laggøre deres materiale, hver med sine egne usynlighedskarakteristika og egenskaber. Et lag, for eksempel, reflekterede mikrobølger, et andet havde kredsløb, der giver en illusion af gennemsigtighed, og endnu et lag skjulte varmeemissioner ved hjælp af en mekanisme til at ændre farven på metamaterialet til køleformål.

Test viste, at materialet fungerede rimeligt godt og sandsynligvis kunne vise sig nyttigt til en bred vifte af applikationer, fra dyrelivsstudier til militære applikationer.

Flere oplysninger: Zhao-Hua Xu et al., Chimera metasurface for multiterrain invisibility, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2309096120

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

© 2024 Science X Network