Metamaterials (from the Greek word "meta-", μετά- meaning "to go beyond") are smart materials engineered to have properties that have not yet been found in nature. They are made from assemblies of multiple elements fashioned from composite materials such as metals or plastics. The materials are usually arranged in repeating patterns, at scales that are smaller than the wavelengths of the phenomena they influence. Metamaterials derive their properties not from the properties of the base materials, but from their newly designed structures. Their precise shape, geometry, size, orientation and arrangement gives them their smart properties capable to manipulate electromagnetic waves: by blocking, absorbing, enhancing, bending waves, to achieve benefits that go beyond what is possible with conventional materials.
Appropriately designed metamaterials can affect waves of electromagnetic radiation or sound in a manner not observed in bulk materials.[3][4][5] Those that exhibit a negative index of refraction for particular wavelengths have attracted significant research.[6][7][8] These materials are known as negative index metamaterials.
Potential applications of metamaterials are diverse and include optical filters, medical devices, remote aerospace applications, sensor detection and infrastructure monitoring, smart solar power management, crowd control, radomes, high-frequency battlefield communication and lenses for high-gain antennas, improving ultrasonic sensors, and even shielding structures from earthquakes.[9][10][11][12][13] Metamaterials offer the potential to create superlenses. Such a lens could allow imaging below the diffraction limit that is the minimum resolution that can be achieved by a given wavelength. A form of 'invisibility' was demonstrated using gradient-index materials. Acoustic and seismic metamaterials are also research areas.[9][14]
Metamaterial research is interdisciplinary and involves such fields as electrical engineering, electromagnetics, classical optics, solid state physics, microwave and antennae engineering, optoelectronics, material sciences, nanoscience and semiconductor engineering.[4]
metamaterials ( จากคำว่า " กรีก meta - " μετά - ความหมาย " ล่วง " ) เป็นสมาร์ทวัสดุวิศวกรรมจะมีคุณสมบัติที่ยังไม่พบในธรรมชาติ พวกเขาจะทำจากส่วนประกอบของหลายองค์ประกอบที่ทำจากวัสดุผสม เช่น โลหะ หรือพลาสติก วัสดุที่มักจะจัดตามรูปแบบในระดับที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของปรากฏการณ์ที่พวกเขามีอิทธิพลต่อ จากคุณสมบัติของ metamaterials ที่ไม่ได้มาจากคุณสมบัติของวัสดุฐาน แต่จากโครงสร้างของพวกเขาออกแบบใหม่ ของพวกเขาชัดเจน รูปทรงเรขาคณิต , ขนาด , การปฐมนิเทศและการจัดเรียงให้คุณสมบัติสมาร์ทของพวกเขาสามารถจัดการคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า : โดยการปิดกั้นการ , เพิ่ม ,ดัดคลื่น เพื่อให้บรรลุผลประโยชน์ที่ไปไกลเกินกว่าสิ่งที่เป็นไปได้ด้วยวัสดุธรรมดา
เหมาะสมออกแบบ metamaterials สามารถส่งผลกระทบต่อคลื่นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หรือเสียงในลักษณะที่ไม่พบในวัสดุที่เป็นกลุ่ม [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ผู้ที่แสดงค่าดัชนีการหักเหของแสงเฉพาะความยาวคลื่นได้ดึงดูดที่สำคัญสำหรับการวิจัย[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] วัสดุเหล่านี้จะเรียกว่าลบดัชนี
ศักยภาพการใช้งาน Metamaterials หลากหลายและรวมถึงตัวกรองแสง , อุปกรณ์ทางการแพทย์ , โปรแกรมการบินระยะไกล , เซนเซอร์ตรวจจับและโครงสร้างพื้นฐานการตรวจสอบสมาร์ทพลังงานแสงอาทิตย์การจัดการพลังงาน การควบคุมฝูงชน radomes การสื่อสารสนามรบความถี่สูง และเลนส์สำหรับเสาอากาศได้สูงการพัฒนาเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก และป้องกันโครงสร้างจากแผ่นดินไหว [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] metamaterials เสนอศักยภาพในการสร้าง superlenses . เช่น เลนส์จะช่วยให้เลนส์ภาพด้านล่างขีด จำกัด ที่ความละเอียดต่ำสุดที่สามารถทำได้โดยให้ความยาวคลื่น รูปแบบของ ' ล่องหน ' แสดงให้เห็นถึงการใช้วัสดุดัชนีลาด .อะคูสติกและ metamaterials แผ่นดินไหว นอกจากนี้ยังมีการวิจัยพื้นที่ [ 9 ] [ 14 ]
แมทิเรียลการวิจัยสหวิทยาการและเกี่ยวข้องเช่นเขตข้อมูลเป็นวิศวกรรมไฟฟ้า แม่เหล็กไฟฟ้า คลาสสิก แสง ฟิสิกส์สถานะของแข็ง , ไมโครเวฟและวิศวกรรม หนวดออปโตอิเล็กทรอนิกส์ , วิทยาศาสตร์วัสดุ ชีววิทยาและวิศวกรรมสารกึ่งตัวนำ [ 5 ]
การแปล กรุณารอสักครู่..
