2021年6月22日
塔夫茨大学(Tufts University)的工程师们已经开发出一种新方法，可以更有效地制造与微波能量相互作用时表现出不同寻常行为的材料，这对电信、GPS、雷达、移动设备和欧洲杯足球竞彩医疗设备具有潜在的影响。
被称为超材料，它们有时被称欧洲杯足球竞彩为“不可能的材料”欧洲杯足球竞彩因为从理论上讲，它们可以弯曲物体周围的能量，使其看起来不可见，可以将能量的传输集中成聚焦光束，或者具有变色龙一样的能力，以不同频率范围重新配置它们的吸收或传输。
今天在电子产品,使用低成本喷墨打印构建超材料，使该方法欧洲杯足球竞彩广泛可用和可扩展，同时也提供了一些好处，如应用于大型符合生物环境的表面或界面的能力。这也是第一次证明有机聚合物可用于电“调节”超材料的特性。欧洲杯足球竞彩
电磁超材料和超表面——它们的二维副本——欧洲杯足球竞彩是以特殊的方式与电磁波相互作用的复合结构。这些材料欧洲杯足球竞彩是由微小的结构组成的——比它们所影响的能量的波长还要小——这些微小的结构小心地以重复的模式排列。这种有序的结构显示出独特的波相互作用能力，使非常规的镜子、透镜和过滤器的设计能够阻挡、增强、反射、传输或弯曲波，超出了传统材料提供的可能性。欧洲杯足球竞彩
塔夫茨大学的工程师们利用导电聚合物作为衬底，然后通过喷墨打印特定的电极图案来制造微欧洲杯足球竞彩波谐振器，从而制造出他们的超材料。谐振器是用于通信设备的重要部件，它可以帮助过滤吸收或传输的能量的选择频率。印刷设备可以通过电调来调整调制器可以过滤的频率范围。
在微波频谱中运行的超材料设备可以广泛应用于电信、GPS、雷达和移动设备，在这些设备中，超材料可以显著提高其信号灵敏度和传输功率。欧洲杯足球竞彩这项研究中产生的欧洲杯足球竞彩超材料也可以应用于医疗设备通信，因为薄膜有机聚合物的生物相容性可以使酶偶联传感器、而其固有的灵活性可以使设备成形成适合在身体上或身体内使用的合适表面。
“我们证明了在电磁波谱的微波区域中，电调节超表面和超装置特性的能力，”塔夫茨大学工程学院Frank C. Doble工程学教授菲奥伦佐·奥梅内托(Fiorenzo Omenetto)说。奥梅内托是制造这些材料的塔夫茨大学丝绸实验室(Tufts Silklab)的主任，也是这项研究的通讯作者。欧洲杯足球竞彩“与目前的元设备技术相比，我们的工作迈出了有希望的一步，后者在很大程度上依赖于复杂而昂贵的材料和制造工艺。”欧洲杯足球竞彩
该研究小组开发的调谐策略完全依赖于薄膜材料，这些材料可以通过大量可伸缩的技术进行加工和沉积，如打印和涂层，在各种基片上。欧洲杯足球竞彩与传统非meta材料(<0.1GHz)相比，调节衬底聚合物电性能的能力使作者能够在更宽的微波能量范围和更高的频率(5 GHz)内操作器件。欧洲杯足球竞彩
开发可见光的超材料,纳米尺度波长,仍然欧洲杯足球竞彩处于早期阶段,由于技术挑战的小数组子结构的规模,但超材料微波能量,厘米级波长,更适合解决常见的制备方法。作者认为，他们描述的使用喷墨打印和其他形式沉积在薄膜导电聚合物上的制造方法可以开始测试在更高频率电磁波谱上工作的超材料的极限。欧洲杯足球竞彩
“这项研究可能只是个开始，”该研究的第一作者、奥梅内托实验室的前博士后研究员乔治·博纳奇尼(Giorgio Bonacchini)说。“希望我们的概念验证装置将鼓励进一步探索有机电子材料和设备如何成功地在整个电磁波谱的可重构超材料和超表面中使用。”欧洲杯足球竞彩
来源:https://www.tufts.edu/