研究人員3D打印出具有獨特微波或光學特性的超材料

據(jù)南極熊了解，塔夫茨大學的一個工程師團隊開發(fā)了一系列具有獨特微波或光學特性的3D打印材料，他們從飛蛾的復眼中獲得靈感，制作出一種半球形裝置，可以在選定的波長上從任何方向吸收電磁信號，這項研究發(fā)表在斯普林格自然出版的《微系統(tǒng)與納米工程》雜志上。

3D打印半球形超材料可以在選定的頻率下吸收微波。

來源：塔夫茨大學納米實驗室

超材料是維克多·維塞萊戈于1968年提出的人工設計材料，可以用來顯示獨特的電磁特性，在自然界中很難找到。超材料利用比被探測或影響的能量波長更小的尺度排列在重復模式中的幾何特征，擴展了設備中傳統(tǒng)材料的能力。3D打印技術的新發(fā)展使人們有可能創(chuàng)造更多的超材料形狀和圖案，并以更小的規(guī)模。

塔夫茨納米實驗室的研究人員提出了一種混合制造方法，利用3D打印、金屬涂層和蝕刻技術，在微波范圍內(nèi)制造具有復雜幾何結構和新功能波長的超材料。例如，他們創(chuàng)造了一系列微小的蘑菇狀結構，每一個都在一個莖桿的頂部有一個小的金屬諧振器。這種特殊的安排允許特定頻率的微波被吸收，這取決于“蘑菇”的選定幾何形狀及其間距。這種超材料的使用在諸如醫(yī)療診斷中的傳感器、電信中的天線或成像應用中的探測器等應用中可能很有價值。

研究人員開發(fā)的其他設備包括拋物面反射鏡，它可以選擇性地吸收和傳輸特定的頻率，這種概念可以通過將反射和過濾功能結合到一個單元中來簡化光學設備。”塔夫茨大學工程學院的電氣和計算機工程教授Sameer Sonkusale說，使用超材料鞏固功能的能力可能非常有用，他是塔夫茨大學納米實驗室的負責人，也是該研究的相應作者。有可能我們可以使用這些材料來減小分光計和其他光學測量設備的尺寸，以便將它們設計成便攜式現(xiàn)場研究�！�

另一個貢獻是能夠將多個電磁功能融合到一個嵌入幾何光學或MEGO設備的超材料中，3D打印的其他形狀、尺寸和方向可以設想為創(chuàng)建吸收、增強、反射或彎曲波的megos，這種方式很難用傳統(tǒng)的制作方法實現(xiàn)。研究人員目前利用光固化3D打印技術，使光固化樹脂聚打印所需形狀，其他3D打印技術，例如雙光子聚合，可以提供200納米的打印分辨率，這使得制造出更精細的超材料，可以檢測和處理更小波長的電磁信號，可能包括可見光。

塔夫茨大學工程學院（Tufts University School of Engineering）三庫賽爾實驗室（Sankusale's Labora）的研究生、該研究的主要作者Aydin Sadeqi說：“目前還沒有意識到Megos 3D打印的全部潛力。”我們可以利用現(xiàn)有技術做更多的事情，隨著3D打印不可避免地發(fā)展，我們有著巨大的潛力�！�


編譯自：3ders