Metamateriale

Kunstnerisk illustration af et metamateriales bøjning af lys. Det første metamaterialer som virker til rødt lys blev lavet i 2006.[1]

Metamateriale er typisk lavet af velkendte materialer, men udformet i særlige 2D og 3D mønstre. Forskningen i metamaterialer bygger videre på den viden der er blevet tilgængelig under nanoteknologisk forskningen kombineret med de muligheder for avancerede computerberegninger, som nutidens computersystemer giver.

Metamaterialer er karakteriseret som materialer, der får egenskaber fra metamaterialets struktur i højere grad end direkte fra dets sammensætning. Materialerne kan i en vis udstrækning minde om kompositmaterialer, og forskere og udviklere skelner mellem metamaterialer og traditionelle kompositmaterialer ved at anvende betegnelsen metamateriale om materialer, der udviser usædvanlige egenskaber og karakteristika.

Betegnelsen metamateriale blev defineret første gang i 1999 af Rodger M. Walser fra University of Texas i Texas, der definerede metamaterials som:

"Macroscopic composites having a manmade, three-dimensional, periodic cellular architecture designed to produce an optimized combination, not available in nature, of two or more responses to specific excitation" [2].

Egenskaber

De egenskaber, der forskes i at opnå ved hjælp af metamaterialer er mangfoldige, og som eksempler kan nævnes:

  • Fremstilling af en usynlig kappe omkring objekter, m.m. [3].
  • Nye banebrydende linser og optiske systemer med nye egenskaber, herunder bølger der bryder "omvendt" [4], [5].
  • Udvikling af materialer, der kan muliggøre og realisere det trådløse samfund [6]

Metamaterialer i naturen

(c) Noodle snacks, CC BY-SA 2.5
En opal udviser metamateriale egenskaber.
En Aphrodita aculeata pigge udviser metamateriale egenskaber.

Efter at man havde lavet kunstige metamaterialer, har man opdaget flere og flere naturlige materialer som opfører sig som metamaterialer. F.eks. opal, perlemor, Aphrodita aculeata pigge[7], visse billeeksoskeletter.

Se også

Noter og referencer

  1. ^ 19. dec. 2006, newz.dk: Rødt lys debuterer for eksotisk metamateriale
  2. ^ R.M. Walser, in: W.S. Weiglhofer and A. Lakhtakia (Eds.), Introduction to Complex Mediums for Electromagnetics and Optics, SPIE Press, Bellingham, WA, USA, 2003
  3. ^ "Ny halvleder: Et skridt nærmere den usynlige kappe – i Ingeniøren, 22. oktober 2007". Arkiveret fra originalen 4. oktober 2008. Hentet 11. august 2008.
  4. ^ Lyset brækker baglæns i ny halvleder Arkiveret 4. oktober 2008 hos Wayback Machine – i Ingeniøren 22. oktober 2007]
  5. ^ "Metamateriale kan bøje lyden bagvendt – i Ingeniøren 9. januar 2008". Arkiveret fra originalen 4. oktober 2008. Hentet 11. august 2008.
  6. ^ De bryder naturens grænser – fra Forsknings- og Innovationsstyrelsen, 10. juli 2008 (Webside ikke længere tilgængelig)
  7. ^ BBC News: 3 January, 2001, Sea mouse promises bright future Citat: "...The sea mouse, or Aphrodita, has spines that normally appear deep red in colour. But when light falls on a spine perpendicular to its axis, stripes of different colours appear – strong blues and greens..."The simple structure responsible for this effect is a remarkable example of photonic engineering by a living organism."..."These structures may have application in photonic communications, where there is much interest in fabricating photonic crystal fibres with similar morphology."..."

Eksterne henvisninger

Autoritetsdata

Medier brugt på denne side

Artist's rendition of the new light-bending metamaterial.jpg
An artist's rendition of the new light-bending metamaterial. While developing new lenses for next-generation sensors, researchers have crafted a layered material that causes light to refract, or bend, in a manner not found in nature. Developed by researchers at NSF's Mid-Infrared Technologies for Health and the Environment Engineering Research Center and NSF's Princeton Center for Complex Materials Research Science and Engineering Center. Negative refraction. New metamaterial is used for construction. Photo Credit: Keith Drake
Opal from Yowah, Queensland, Australia 2.jpg
(c) Noodle snacks, CC BY-SA 2.5
Opal from Yowah, Queensland, Australia. Length: about 20mm.
Aphrodita aculeata (Sea mouse).jpg
Forfatter/Opretter: MichaelMaggs, Licens: CC BY-SA 3.0
Aphrodita aculeata (Sea mouse), taken at the Marine Aquarium, Lyme Regis, Dorset, UK.