Illinoi Ülikooli teadlased on leiutanud uue negatiivse murdumisnäitajaga kolmedimensionaalse metamaterjali ehk NIM-i (NIM -negative index metamaterial) tootmise meetodi. Saavutus on märkimisväärne, sest varasemaga võrreldes on võimalik materjali toota kiiremini ja suuremale pindalale.
Metamaterjalid on tehisstruktuurid, millel on looduses leitava materjaliga võrreldes iseäralikud omadused. Näiteks omavad NIM-id negatiivset murdumisnäitajat. See tähendab, et metamaterjali läbiv valgus murdub positiivset murdumisnäitajat omava materjaliga võrreldes justkui vales suunas.
Allikas: Physicsworld
NIM-idel on mitmeid kasulikke omadusi. Näiteks on uute materjalitehnoloogiate abil võimalik fokusseerida valgust väiksemaks täpiks kui läätsele pealelangeva valguse lainepikkus. Teadlased on neid materjale kasutanud kurikuulsate nähtamatuks tegevate mantlite ja hüperläätsede valmistamisel (päris nähtamatukstegevate mantliteni veel jõutud ei ole – tõlkija märkus). Hüperlääts (loe lähemalt siit) võimaldab vaadelda palju väiksemaid esemeid kui keskmine laborimikroskoop.
Senini suudeti nimetatud metamaterjale valmistada vaid mikron-suurusjärgus pindadele. Illinoi Ülikooli teadlane John Rogersi ja tema kolleegide meetod seisneb nanotrükktehnikas. Esimeses trükkimise järgus valmistatakse suure lahtusvõimega polümeerne tempel, mille pinda katavad mõhnakesed ja lohukesed. Seejärel kaetakse templi pind aurustamise teel ühtlaselt kiht-kihi haaval metamaterjali komponentidega. Viimaks, kasutades vaid mõhnakestel olevat sadestust, kantakse kalavõrku meenutav saadus soovitud pinnale, näiteks klaasile või plastile.
Allikas: Physicsworld
Valmistatud templit võib korduvalt kasutada, seejuures igal sadestuskihil on sarnane negatiivne murdumisnäitaja. Rogers ja tema kaastöölised tõestasid täpsete optiliste mõõtmiste ja modelleerimistega meetodi usaldusväärsuse.
Valmistatud templit võib korduvalt kasutada, seejuures igal sadestuskihil on sarnane negatiivne murdumisnäitaja. Rogers ja tema kaastöölised tõestasid täpsete optiliste mõõtmiste ja modelleerimistega meetodi usaldusväärsuse.
Uued rakendused
“Tavapärased meetodid kasutavad templi nanostruktuuri loomiseks fokusseeritud elektronide või ioonide kiirt, kuid see on aeglane protsess, mille käigus suudetakse katta vaid millimeetri suurusjärkudes pindasid,” ütles Rogers. “Meie struktuurid on korrapärasemad ja võime materjali valmistada 10x10cm pinnale, ainsaks piiranguks on meie labori tööriistad.”
Teadlaste huvi metamaterjalide vastu on suur. Rakenduste hulka kuuluvad üliõhukesed ja ülikvaliteetsed läätsed, fotoonikaseadmed, sensorid ja kurioossed nähtamatud materjalid.
Edaspidi kavatseb Rogersi meeskond nanotrükktehnikat arendada nii, et oleks võimalik metamaterjali rakendada ka optilises diapasoonis. Seni on nähtavas spektris tulemuste saavutamine olnud raskendatud, sest metamaterjalide struktuurielementide mõõdud peavad olema võrreldavad delised pealelangeva kiirguse lainepikkusega. Nähtava valguse lainepikkus on sadades mikromeetrites. “Kavatseme täiendavalt uurida suurte pindaladega NIM-ide rakendusvaldkondi,” avaldab Rogers.
Allikas: Physicsworld