元材料

概览

元材料会安排共振元素来控制电磁,声波或弹性相. 它们的有效可允许性、通透度和密度或坚硬程度可能超出自然材料中常见的范围,从而产生异常的折射取向并集中进行过滤。

技术基础

电磁元材料使用共振导体,二相粒子或有图案的表面来进行极化和被去地放大产生所设计出的有效参数. 当相和能流不同时,负折射可能发生;而地表则通过薄接接口强制进行空间上不同的等位移. 声学和机械模拟操纵压力,相位并具有弹性模式. 带状结构揭示允许和禁止的传播,对称或地貌可以保护选定的边缘状态免受某些缺陷的影响而不会消除物质损失。

如何运作

事件波能驱动电流,压力场或重复单元细胞的机械运动. 细胞间的交接产生波长大于图案的有效反应. 几何学,物质损失和对称性决定了共振分量相接力取向被带宽并同时确定同位化描述是否仍然有效.

衡量和研究方法

特征测量在频率和角度上复杂的传输与反射,然后只有在同质化可防守时才能取出有效的参数. 近地扫描地图局部模式,干涉测量重建相. 造型采用平面相间从光学到声波的图案,印刷或添加剂制造. 模拟可以解决有测量物质属性和耐受性扫描的马克斯韦尔或弹性等式. 隐形或完美成像的主张应报告带宽、孔径取向,两极分化情况以及物体大小和损失;有限演示并不意味着普遍遮掩。

二. 主要想法

• 被工程化的单位细胞是材料定义的一部分.
• Exotic反应通常会交易带宽,损失相接量(Loss)和容受度或角范围.
• 分波长图案化并不能消除因果关系或能-收缩限制.

目前的研究领域

研究开发有电子,光学或机械调制的活性元地表并结合了感测与可编程波前控制. 非线性结构与时间差异的结构使得频率转换和不对等反应成为可能. 制造业的优先事项包括大面积可重复性和低损失的电离层。 开放式问题涉及稳定控制上千个元素,热处理和对强偶合细胞的可信赖减量模型. 应用往往会作为窄而工程的组件,而不是常规光学、天线或结构材料的所有用途替换。

为什么它很重要

元材料可以使天线紧凑,振动隔离相接取出并进行成像、感知和波前控制。 可金枪鱼和可再配置设计将材料工程与信号处理相接.

限制和未决问题

制造紊乱,吸收和从小样本缩放到大孔径可以抹去所预测的性能. 有效参数在空间高度分散的近处变得模糊不清,在一个角度或频率下的演示可能不会泛指.