Vedeli ste, že vedci a vedci študujú techniky zakrývania a neviditeľnosti materiálu manipuláciou so svetelnými vlnami a že možno v blízkej budúcnosti budeme vedieť výrobky, ktoré by mohli voľným okom zmiznúť?

V oblasti metamateriálov sa navrhujú spôsoby, ako skresliť prírodné a fyzikálne vlastnosti elektromagnetických vĺn tak, aby ich napríklad prechádzali okolo objektu bez toho, aby odrážali alebo lámali svetlo.

Aby ste pochopili, ako to funguje, myslite na tkaninu tvorenú prameňmi zasiahnutými lúčmi svetla. Vlny, ktoré sa dostanú k tomuto materiálu, prechádzajú cez vlákna, ale nie cez priestory a dutiny látky. Ak z tohto materiálu urobíte dieru a do tohto priestoru umiestnite objekt, svetlo by dieru obchádzalo a vrátilo svoju cestu, ignorujúc dieru a pridelený objekt.

Toto je myšlienka fungovania metamateriálov. Zo syntetickej a umelej výroby majú vlastnosti schopné ohýbať elektromagnetické vlny takým spôsobom, že je napríklad možné obísť objekt a vrátiť jeho cestu za ním, bez toho, aby pri tom odrážali alebo odlievali tiene.

Metamateriály a vlnové dĺžky

Na manipuláciu s elektromagnetickými vlnami musí byť použitý metamateriál menší ako príslušná vlnová dĺžka. Pretože tieto vlny majú zvyčajne už nanometrovú veľkosť, vedci musia vytvoriť metamateriály dostatočne malé na to, aby tieto vlny skreslili a spôsobili im obchádzanie predmetu.

Z tohto dôvodu závisí použitie metamateriálov priamo od vývoja nanotechnológií a možnosti výroby nanoštruktúr s materiálmi s kratšími vlnami. Napríklad na to, aby mohli viesť vlny v rozsahu viditeľného svetla, musia metamateriály dosiahnuť 50 nanometrových štruktúr.

Zdroj obrázka: Reprodukcia / Zme Science

Najpokrokovejšie experimenty v tejto oblasti produkovali materiály s vlnovou dĺžkou 100 nm, ktoré ešte nevytvárajú úplnú neviditeľnosť predmetov, ale už sú schopné niektoré farebné lúče odraziť. To dokazuje, že nie sme ďaleko od neviditeľného plášťa, akým je Harry Potter - a za to to nemá kúzlo.

Iné metamateriály

Aj keď neviditeľnosť je prvá vec, o ktorej premýšľame, pokiaľ ide o metamateriály, nanotechnológia slúži aj na manipuláciu s inými elektromagnetickými vlnami, ako sú rádio a ultrazvuk. Niekoľko sektorov, ako je armáda, telekomunikácie a dokonca aj medicína, môže mať rôzne aplikácie pre metamateriály, čo prinesie rôznym prínosom pre činnosti.

Nižšie sú uvedené niektoré z možností, ktoré sa skúmajú, pokiaľ ide o použitie metamateriálov a manipuláciu s elektromagnetickými vlnami:

1. Telekomunikácie

Zdroj obrázka: Prehrávanie / Sapling Inc

Mobilné a bezdrôtové internetové signály by mohli mať lepší dosah a výkon bez straty frekvencie tým, že by prekážali objektom. Metamateriály môžu slúžiť aj pre novú vysokorýchlostnú optickú sieť.

2. Medicína

Ultrazvukové skúšky môžu využívať metamateriálnu technológiu na premenu týchto vĺn na optické signály, čo vám umožní presnejšie a podrobnejšie vidieť telo vo vnútri.

3. Výpočty

Zdroj obrázka: Reprodukcia / Hype Science

Čipy v nanoštruktúrach môžu byť malé a stále majú zvýšenú rýchlosť spracovania údajov.

4. Výroba energie

Zdroj obrázka: Prehrávanie / Pixabay

Štruktúry vytvorené s metamateriálmi by mohli prispieť k zachyteniu slnečného svetla a výrobe slnečnej energie v menších paneloch, ako sa v súčasnosti používa.

5. Kamery a monitorovací systém

Napríklad, mikrovlnné komprimované kamery bez šošoviek a bez pohyblivých častí by mohli nahradiť bezpečnostné brány letiska. Digitálne fotoaparáty by vo všeobecnosti mohli využívať metamateriály na zaznamenávanie svetla bezprecedentným spôsobom.