Oregoni Riikliku Ülikooli uurijad avastasid viisi, kuidas valmistada madala hinnaga ainet, mis võib saavutada valguse ja teiste kiirguste negatiivset murdumisnäitajat. Sellega täideti eesmärk, millest esmalt teoretiseeris Šoti füüsik James Maxwell 1861. aastal ning mille praktiline kasutuselevõtt on seni tabamatuks jäänud.
Ka teiste ainetega on negatiivne murdumisnäitaja võimalik, kuid nad põhinevad kallitel keerukatel kristallilistel ainetel. Samu tulemusi tootev madala hinnaga moodus avab ekspertide sõnul enneolematuid võimalusi, alates „superläätse“ kavandamisest kuni energia kogumise, masin-nägemise või „varjekatete“ väljatöötamiseni näiva nähtamatuse saavutamiseks. Võimalikuks võivad saada täiesti uued tooted ja tööstused. Uurimustöö tulemused avaldati hiljuti ning tehnoloogia patenteeriti, kirjutab Physorg.com.
Oregoni Riiklikus Ülikoolis avastatud uued amorfsed nanoskaalas laminaadid on uusimad täiustused valguse kontrollimiseks läbi tahkete ainete. Teadustöö on oluline samm „superläätse“ loomise suunas. Pilt: Oregoni Riiklik Ülikool
Uues lähenemises kasutatakse üliõhukesi, ülisiledaid ja täielikult amorfseid laminaate (kihilised struktuurid – toim.), mis on esialgselt sadestatud kristallilise struktuurita klaasile. Uurijad nimetavad seda „väga kõrgtehnoloogiliseks võileivaks“. Teadlaste eesmärgiks on painutada kiirgust vastupidiselt sellele, kuidas kiirgus tavaliselt läbi iga looduses leiduvat ainet läbides liigub. See eesmärk on teoreetiliselt võimalik juba üle pooleteise aastasaja, kuid seni pole suudetud seda realiseerida.
„Negatiivse murdumisnäitaja saavutamiseks peavad antud metaained olema täiesti täiuslikud – veatud,“ väitis teadlane Bill Cowell. „Enne arvas igaüks, et ainus viis selle tegemiseks on täiuslikult kristalliliste ainetega, mida on üsna kulukas toota. Seega poleks sel viisil tootmine eriti praktiline suure ulatusega kaubanduslikuks tootmiseks. Nüüd aga teame, et kasutatavad ained ei pea olema nõnda eksootilised.“
Uue uurimustöö abil selgitati, kuidas lihtsalt toodetavad laminaadid, mida valmistatakse sarnase tehnoloogiaga kui lameekraan televiisoreid, võiksid selle eesmärgi täita. Uurimuses kirjeldatakse Cowelli sõnul üldjoontes laminaatide koostisaineid ja teoreetilist käitumist. Tulemused avaldati teadusajakirjas Physica Status Solidi A.
„Me pole veel seda lähenemist kasutanud negatiivse murdumisnäitaja saavutamiseks, aga meie uurimustöö tulemused viitavad, et see peaks toimima,“ väitis Cowell. „See saab olema meie jätkuva uurimustöö eesmärk. Keegi pole varem tulnud ideele kasutada selleks eesmärgiks amorfseid metalle. Arvati, et see ei saa nii lihtne olla.“
Negatiivne murdumisnäitaja on Cowelli sõnul hiilgav idee. See põhineb kuulsa füüsiku ja metemaatiku Maxwelli poolt välja arendatud võrranditel, millega ta teenis austuse ja tunnustuse ühe väljapaistvaima füüsikuna ajaloos. Sajanditeks jäi see aga vaid teooriaks. Alles eelmise aastakümne jooksul mõtlesid teadlased lõpuks välja, kuidas luua negatiivset murdumisnäitajaga aineid. Uurijad väidavad, et nende madala hinnaga tootmine kaubandusliku turu tarbeks oleks arvestatava tähtsusega.
Üheks eriti huvipakkuvaks rakenduseks on „superlääts“ – seade, mis võib suurendada valgust viisil, mis ületab iga olemasoleva tehnoloogia. Mitmed rakendused on võimalikud ka elektroonikatööstuses, litograafias, biomeditsiinis, isoleerkatetes, südameülekandes, kosmoserakendustes ja ehk isegi uutes lähenemistes optilise arvutustehnika ja energia kogumise vallas. Amorfsete metaainete avastus on Oregoni Riikliku Ülikooli hiljutiste uurimustöö tulemuste tulemus. Varasemalt leiti moodus, kuidas valmistada metall-isolaator-metalli ehk MIM dioodi, mis on samuti kaubanduslikult oluline avastus. Antud ülikoolis tehtav uurimustöö kujutab endast uusimaid edaisminekuid „dispersiooni kavandamises“ või elektromagneetilise kiirguse kontrollimises.
Samal teemal loe siit.
Teadusartikkel: „Engineering anisotropic dielectric response through amorphous laminate structures“
Leave a Reply