Duke’i Ülikooli ja Bostoni Kolledži teadlased arvavad, et neil õnnestub tehislike eksootiliste materjalide abil suurendada elektromagnetjõude ilma elusolendeid või elektrilisi seadmeid kahjustamata.
Antud teoreetilisel töö võib olla rakendusi näiteks maglev tüüpi rongide alal, sest need liiguvad tänu elektromagnetitele, kirjutab Physorg.com.
Pildil on kujutatud metamaterjali struktuuri ühe raku ehitust. Kollased jooned tähistavad vaske. Pilt: Wenchen Chen and Willie Padilla, Boston College.
Nagu terminist juba järeldada võib, siis koosneb elektromagnetjõud kahest jõuväljast – elektrilisest ja magnetilisest. Vahelduvvooluallikad tekitavad nii elektri- kui ka magnetväljasid, ning neist ühe suurendamisel suureneb üldiselt ka teine. Elektrivälja suur kasv võib aga teatud probleeme tekitada.
,,Igasuguste elektromagnetjõudude rakenduste jaoks, mis hõlmavad inimskaalat, on vaja väga intensiivseid elektromagnetvälju. Sellised väljad aga häirivad teiste seadmete tööd ning võivad ka eluskudedele ohtlikuks osutuda,” selgitas Yaroslav Urzhumov, üks uurimuses osalenud teadlasi.
,,Selle probleemi olulisus väheneb tunduvalt, kui need väljad on peamiselt magnetilised, sest peaaegu kõik bioloogilised ained ning ka suur osa tavalistest materjalidest on magnetväljade jaoks justkui nähtamatud,” lisas ta. ,,Kuigi me ei saa elektrivälja täielikult alla suruda, siis võiks magnetiliselt aktiivne materjal teoreetiliselt vähendada voolu hulka, mida on vaja piisavalt tugeva magnetvälja tekitamiseks. Seega väheneks keskkonnas parasiitne elektriväli ning võimsaid magnetvälju kasutavad seadmed muutuksid ohutumateks.”
Selle probleemi lahendus seisneb inimeste alles uues oskuses valmistada metamaterjalide nime all tuntud komposiitmaterjale, mis pole mitte niivõrd üks aine, vaid terve tehislik struktuur, mida saab töödelda nii, et sel oleks omadused, mida loodusest ei leia. Selliseid metamaterjale saab sõltuvalt rakendusest toota erineva suuruse, kuju ning omadustega.
Näiteks saaks maglev-rongide juures asendada elektromagnetid metamaterjalidega, mis oleksid valmistatud tekitama sama elektrihulga juures palju kõrgema intensiivsusega magnetvälju.
Duke’i Ülikooli teadlaste poolt välja mõeldud metamaterjali valmimine toimub hetkel Bostoni Kolledžis füüsikaprofessori Willie Padilla käe all.
,,Selline metamaterjal peaks suutma magnetjõudu suurendada ilma lähtepooli voolutugevust suurendamata,” lausus Urzhumov. ,,Magnetostaatilise pinnaresonantsi nähtus peaks võimaldama maglev-süsteemidel suurendada sama energiakulu juures leviteeritavate objektide massi pea ühe suurusjärgu võrra.”
Hetkel kasutatakse elektromagnetjõude suures hulgas seadmetes, ulatudes subatomaarsetest optilistest pinsettidest kuni laserkiirte ja potentsiaalselt hävitavate relvadeni.
Leave a Reply