研究人員3D打印出具有獨(dú)特微波或光學(xué)特性的超材料

據(jù)南極熊了解，塔夫茨大學(xué)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一系列具有獨(dú)特微波或光學(xué)特性的3D打印材料，他們從飛蛾的復(fù)眼中獲得靈感，制作出一種半球形裝置，可以在選定的波長(zhǎng)上從任何方向吸收電磁信號(hào)，這項(xiàng)研究發(fā)表在斯普林格自然出版的《微系統(tǒng)與納米工程》雜志上。

3D打印半球形超材料可以在選定的頻率下吸收微波。

來(lái)源：塔夫茨大學(xué)納米實(shí)驗(yàn)室

超材料是維克多·維塞萊戈于1968年提出的人工設(shè)計(jì)材料，可以用來(lái)顯示獨(dú)特的電磁特性，在自然界中很難找到。超材料利用比被探測(cè)或影響的能量波長(zhǎng)更小的尺度排列在重復(fù)模式中的幾何特征，擴(kuò)展了設(shè)備中傳統(tǒng)材料的能力。3D打印技術(shù)的新發(fā)展使人們有可能創(chuàng)造更多的超材料形狀和圖案，并以更小的規(guī)模。

塔夫茨納米實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出了一種混合制造方法，利用3D打印、金屬涂層和蝕刻技術(shù)，在微波范圍內(nèi)制造具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和新功能波長(zhǎng)的超材料。例如，他們創(chuàng)造了一系列微小的蘑菇狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)都在一個(gè)莖桿的頂部有一個(gè)小的金屬諧振器。這種特殊的安排允許特定頻率的微波被吸收，這取決于“蘑菇”的選定幾何形狀及其間距。這種超材料的使用在諸如醫(yī)療診斷中的傳感器、電信中的天線或成像應(yīng)用中的探測(cè)器等應(yīng)用中可能很有價(jià)值。

研究人員開(kāi)發(fā)的其他設(shè)備包括拋物面反射鏡，它可以選擇性地吸收和傳輸特定的頻率，這種概念可以通過(guò)將反射和過(guò)濾功能結(jié)合到一個(gè)單元中來(lái)簡(jiǎn)化光學(xué)設(shè)備。”塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院的電氣和計(jì)算機(jī)工程教授Sameer Sonkusale說(shuō)，使用超材料鞏固功能的能力可能非常有用，他是塔夫茨大學(xué)納米實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，也是該研究的相應(yīng)作者。有可能我們可以使用這些材料來(lái)減小分光計(jì)和其他光學(xué)測(cè)量設(shè)備的尺寸，以便將它們?cè)O(shè)計(jì)成便攜式現(xiàn)場(chǎng)研究。”

另一個(gè)貢獻(xiàn)是能夠?qū)⒍鄠�(gè)電磁功能融合到一個(gè)嵌入幾何光學(xué)或MEGO設(shè)備的超材料中，3D打印的其他形狀、尺寸和方向可以設(shè)想為創(chuàng)建吸收、增強(qiáng)、反射或彎曲波的megos，這種方式很難用傳統(tǒng)的制作方法實(shí)現(xiàn)。研究人員目前利用光固化3D打印技術(shù)，使光固化樹(shù)脂聚打印所需形狀，其他3D打印技術(shù)，例如雙光子聚合，可以提供200納米的打印分辨率，這使得制造出更精細(xì)的超材料，可以檢測(cè)和處理更小波長(zhǎng)的電磁信號(hào)，可能包括可見(jiàn)光。

塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院（Tufts University School of Engineering）三庫(kù)賽爾實(shí)驗(yàn)室（Sankusale's Labora）的研究生、該研究的主要作者Aydin Sadeqi說(shuō)：“目前還沒(méi)有意識(shí)到Megos 3D打印的全部潛力�！蔽覀兛梢岳�用現(xiàn)有技術(shù)做更多的事情，隨著3D打印不可避免地發(fā)展，我們有著巨大的潛力。”


編譯自：3ders