211service.com
Chińscy naukowcy tworzą pelerynę niewidkę w 15 minut
Jeśli chodzi o peleryny-niewidki, jednym z najtrudniejszych problemów jest ich wykonanie.
Wybrane materiały są znane jako metamateriały, które są tworzone przez złożenie powtarzającego się wzoru struktur, które oddziałują ze światłem, które mają maskować. Ten rodzaj szczegółowego montażu oznacza, że wytwarzanie metamateriałów jest procesem kosztownym i czasochłonnym. Co więcej, powstałe peleryny-niewidki nigdy nie są idealne
Dlatego fizycy zaczęli się zastanawiać, czy równie dobrze poradzą sobie z innymi materiałami, które są łatwiejsze i prostsze w produkcji.
Ich podejście jest całkowicie odmienne od teoretycznej matematyki zginania światła, którą fizycy stosowali do tej pory. To obecne podejście polega na próbie sterowania polami elektromagnetycznymi wokół obiektu w sposób, który go ukrywa. Niezbędny materiał musi być w stanie powtórzyć tego rodzaju zniekształcenia światła w prawdziwym życiu.
Nowym podejściem jest stworzenie komputerowego modelu płaszcza w postaci konwencjonalnego materiału o stałych właściwościach zginania światła.
Model symuluje, w jaki sposób ten konwencjonalny materiał zniekształca przechodzące światło. Komputer następnie zmienia kształt i topologię materiału, aby zredukować to zniekształcenie.
Powtarzając ten proces wiele razy, można znaleźć topologię, która minimalizuje zniekształcenia światła tak, aby pozostawało mniej lub bardziej niezmienione podczas przechodzenia. Rezultatem jest peleryna-niewidka; nie idealny, ale taki, który może się mierzyć z wieloma z tych wykonanych z metamateriałów.
Przynajmniej taka jest teoria. Tak zwana optymalizacja topologiczna była niczym więcej niż błyskiem w oczach kilku fizyków stosowanych. Do teraz.
Dzisiaj Lu Lan z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach i kilku kumpli stworzyło pierwszą pelerynę niewidkę zaprojektowaną przy użyciu optymalizacji topologii. Wyrzeźbili go z teflonu i zajęło im to 15 minut przy użyciu sterowanej komputerowo maszyny do grawerowania. Mówią, że proces wytwarzania próbki jest znacznie uproszczony.
Powstała teflonowa peleryna niewidka na powiekach ukrywa przed mikrofalami cylindryczny metalowy krążek wielkości żetonu do pokera. Ale co najważniejsze, jego wydajność jest zbliżona do przewidywań symulacji komputerowej.
To ważne, ponieważ wprowadza peleryny-niewidki do sfery masowej produkcji. Nie ma powodu, dla którego powieki teflonowe nie mogłyby być masowo drukowane lub formowane.
Co więcej, Lu i co, więc nie ma powodu, dla którego to samo podejście może działać na długościach fal optycznych. Mówią, że taka konfiguracja maskowania nie będzie dużym problemem do powielenia w paśmie THz lub nawet w widmie optycznym.
Oczywiście czekają nas wyzwania. Lu i co chcą opracować technikę tworzenia płaszczy, które działają w szerokim zakresie częstotliwości i pod różnymi kątami. Skoro potrafią je zrobić tanio i łatwo za cenę mierzoną w groszach, to nie ma powodu, dla którego peleryny niewidki nie staną się wkrótce przedmiotami codziennego użytku.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1308.6049 : Eksperymentalnie zademonstrowano jednokierunkowy płaszcz elektromagnetyczny zaprojektowany przez optymalizację topologii