Valgustpainutav ja nähtamatuksmuutev kangas materjal kunstniku ettekujutuses

Nähtamatuks tegev kate: Venemaa füüsikud õppisid seda laseri abil valmistama

81
(Uuendatud 17:24 30.04.2019)
Vene teadlased töötasid välja metoodika, mis võimaldab luua lamedaid läätsi, nähtamatuid katteid ja muid eksootilisi optikaseadmeid, põletades nanostruktuure laseriga kulla või muude metallidega kaetud lehtedele.

TALLINN, 01. mai — Sputnik. Ajakirjas Optics Express kirjeldatud lahendusest räägib meile RIA Novosti.

Moskvas asuva Rahvusliku teaduse- ja tehnoloogiaülikooli teadlased leiutasid unikaalse metamaterjali, mis võimaldab lahingumasinaid stealth-tehnoloogiaga nähtamatuks muuta, illustratiivne foto
© Sputnik / Павел Лисицын

"Oleme demonstreerinud märkimisväärset võimalust kasutada täisoptilist lähenemist materjalidele nano-struktuuri andmiseks.

See näitab uusi võimalusi, mis avanevad struktureeritud valguse ja struktureeritud aine koostöös," selgitas Svetlana Honina Samara riiklikust uurimisülikoolist.

Viimastel aastatel on teadlased aktiivselt loonud ja uurinud nn "metamaterjale" - paljudest väikestest elementidest koosnevaid kunstlikke struktuure, mis võivad ebatavalisel viisil valgust ja ka muid elektromagnetkiirguse liike mõjutada.

Metamaterjalid, nagu füüsikud nüüdseks usuvad, muutuvad tulevikus äärmiselt kiirete kvantarvutite ja teiste futuristlike seadmete põhikomponentideks.

Rangelt öeldes ei ole metamaterjalid inimeste leiutatud - neile sarnanevaid kristalle ja struktuure on leitud paljude "metallivärvi" liblikate tiibadel, paljude putukate silmades ja kestadel ning isegi kuulsate mandrill-paavianide sinistes näovoltides.

Näiteks avastasid teadlased hiljuti, et mõnede paradiisilindude tiivad on kaetud ainulaadse "nanotehnoloogilise" sulestikuga, mis neelab 99,95% kõigest valgusest ja paistab mustemana kui ükskõik milline muu looduslik tume materjal maailmas.

See on võimalik tänu aukude, eriliste "valguselõksude" ilmumisele nende sulgede pinnale, mis takistavad valguse peegeldumist ja "edasikandumist" ümbritsevasse keskkonda.

Nagu märkis füüsikute tööd toetava Vene Teadusfondi pressiteenistus, kogusid teadlased alguses sarnaseid materjale praktiliselt käsitsi, valmistades nano-osakesed ja substraati eraldi ja "liimides" need seejärel ühtseks struktuuriks.

Selline lähenemine võimaldab saavutada suure täpsuse, kuid ei sobi seadmete masstootmiseks.

Sel põhjusel püüavad füüsikud nüüd luua meetodeid, mis võimaldaksid metamaterjale keemiliste vahenditega "trükkida" või neid laseriga töödeldes metall-lehele, ränisse või muudesse materjalidesse "uuristada".

Selles abistavad teadlasi spetsiaalseid laserimpulsid, mis loodud nii, et neis sisalduv energia on ebaühtlaselt jaotunud.

National Interest hindas uut Vene iseliikuvat suurtükki "Lotos" >>

Näiteks võib valgusesähvatusi sellisel viisil pöörlema panna, et nende keskele tekib tühjus, või sundida neid paindudes takistustest mööduma, seejuures hajumata.

Метаматериал из золота
© Фото : Peter Allen, Harvard SEAS
Vene teadlased töötasid välja metoodika, mis võimaldab luua lamedaid läätsi, nähtamatuid katteid ja muid eksootilisi optikaseadmeid, põletades nanostruktuure laseriga abil kullaga kaetud lehtedele.

Honina ja tema kolleegid lõid metoodika, mis võimaldab kasutada sarnaseid laserkiirguse allikaid keeruliste metamaterjalide loomiseks ja nende töö katsetamiseks ilma muid tööriistu kasutamata, eksperimenteerides õhukeste kuldkilede ja ülilühikeste valgusimpulssidega, mille struktuur sarnaneb sõõrikutele.

Laserkompleks Peresvet
Министерство обороны РФ

Töö koosneb kolmest etapist. Esiteks tekitavad teadlased metallplaadi pinnale hulga õõnsusi ja mügarikke, töödeldes seda suhteliselt võimsate, kuid väga lühikeste laserimpulssidega.

Pärast seda kannavad füüsikud tekkinud pinnale rodamiinilahuse - pruuni orgaanilise värvi - mis suudab rohelise laseri kiiri neelata, särades seejuures erekollase valgusega.

See protseduur võimaldab neil saadud metamaterjali tööomadusi kontrollida, kiiritades seda sellesama laseriga, kuid väiksemal võimsusel.

Niisugune lähenemine lihtsustab, kiirendab ja odavdab erinevate ebatavaliste omadustega keeruliste optikaseadmete loomist, on teadlased veendunud.

81
Tagid:
metamaterjal, laser, nanobotid, Venemaa Teaduste Akadeemia, teadus
Samal teemal
Läbimurre: miks Venemaad enam "toorme-ripatsiks" ei nimetata