放射線を選択的に吸収するように教えられたメタマテリアル

ビデオ: 放射線を選択的に吸収するように教えられたメタマテリアル

ビデオ: [サイエンスZERO] 脱炭素!二酸化炭素回収技術一気紹介 | 大気から直接回収して資源へ!日本で世界で開発レース最前線 | NHK 2022, 十一月
放射線を選択的に吸収するように教えられたメタマテリアル
放射線を選択的に吸収するように教えられたメタマテリアル
Anonim
Image
Image

素材の見た目

ホメリ州立大学とアールト大学(フィンランド)の物理学者は、広範囲の1つの波長の放射線を完全に吸収できるが、残りの範囲には影を落とさない材料を初めて作成しました。開発はメタマテリアルのクラスに属します-オブジェクトの光学特性は、化学組成ではなく、形状に依存します。この作品はジャーナルPhysicalReview Xに掲載されました。その概要は、Physicsにあります。

著者によって開発された材料は、ポリマープレートに固定されたクロムニッケルスパイラルで構成されています。らせんの軸は、このプレートの平面にあります。物理学者によって作成された2つのプロトタイプは、金属線の巻き数が異なります。1つの場合は1回転のみ、他の2つの場合は1回転です。らせんは、時計回りと反時計回りにねじれる方向を交互に変えながら、周期的に配置されます。

Image
Image

材料の構造。一般的な寸法:D1 = 56ミリメートル、D2 = 43ミリメートル

1デシメートル(3ギガヘルツ)の波長の電磁放射がプレートを通過すると、ほぼ完全な吸収が観察されます。同時に、3メートルから3センチメートルの超広波長範囲では、反射係数はゼロと見分けがつきません。

Image
Image

らせん状のターン数が異なる材料による吸収:1ターン-(a)、2ターン-(b)、広範囲の吸収スペクトル(下)。青は透過強度、黒は吸収、赤は反射を示します。

メタマテリアルの重要な特徴は、そのスパイラルが電気的および磁気的に容易に分極される能力です。これは、電磁放射との必要な相互作用を提供するものです。プレートは、片側(どちらか)のみからの放射線入射の条件下と、両側からの放射線の同時入射の条件下の両方でその機能を実行できることに注目するのは興味深いことです。

著者によって開発されたプロトタイプは、これまでのところマイクロ波範囲でのみ機能します。ただし、その配置方法により、可視スペクトルで機能する同様のデバイスを作成し、それに比例して設置の要素を減らすことができます。これにより、光放射に理想的なフィルターが作成されます。

科学者たちは、電磁放射を制御する手段としてメタマテリアルを使用しています。それと相互作用することによって、彼らはその強さ、方向、そして衝動の形さえも変えることができます。放射線の個々の波長を選択的に吸収するように設計された材料には、原則として、負の特徴があります。吸収範囲外の放射線を反射し、背後に影を残します。同時に、光学の多くの問題では、放射線と相互作用するデバイスが動作範囲外でそれを変更しないことが必要です。

トピックによって人気があります

人気の投稿