Comunicati Stampa

Një metamaterial i ri për të kontrolluar valët mekanike

Në metamaterialet e njohura deri tani, dukuria e përthyerjes negative është simetrike, pra nuk bën dallimin midis këndeve pozitive dhe negative të rënies së valëve. Një grup shkencëtarësh të udhëhequr nga Alessandro Pitanti dhe Simone Zanotto të Institutit të Nanoshkencave (Cnr-Nano) kanë zbuluar se është e mundur të thyhet kjo simetri duke krijuar një metamaterial inovativ të stresuar mekanikisht me frekuenca në intervalin GHz.

Studimi, i publikuar në Nature Communications, përfaqëson një përparim në aftësinë për të manipuluar valët mekanike me frekuencë të lartë dhe mund të favorizojë evolucionin e teknologjive moderne të bazuara në nanomekanikën GHz.

Metamaterialet

Metamaterialet janë materiale me strukturë artificiale, të përbëra nga mikroelemente të formave të veçanta, të tilla që japin veti të reja që nuk ekzistojnë në materialet e zakonshme. Në veçanti metamaterialet janë interesante për kontrollin dhe manipulimin e valëve elektromagnetike dhe valëve akustike. Studiuesit Cnr-Nano, në bashkëpunim me kolegët nga Istituto officina dei materiali (Cnr-Iom) dhe Instituti Paul Drude, kanë projektuar një metamaterial të ri i cili i nënshtrohet një fenomeni të përthyerjes valore të pavërejtur kurrë më parë, të cilit i është dhënë emri "negativ përthyerja asimetrike”.

Metamaterialet dhe valët elektromagnetike

Kur hyjnë në metamateriale të strukturuara posaçërisht, valët elektromagnetike, akustike dhe mekanike i nënshtrohen një 'devijimi' të veçantë të quajtur përthyerje negative. Metamaterialet e njohura deri tani janë simetrike, pra nuk bëjnë dallimin midis këndeve pozitive dhe negative të rënies. Në materialin e ri të krijuar nga studiuesit, kjo simetri prishet, siç shpjegon Simone Zanotto: “Kur një valë godet një metamaterial në mënyrë të pjerrët, ajo vazhdon brenda tij, e devijuar drejt së njëjtës anë nga e cila mbërriti. Ky është përthyerje negative. Metamateriali që kemi zhvilluar tregon një sjellje edhe më ekzotike: është në gjendje të devijojë valën në mënyra të ndryshme, varësisht nga cila anë vjen. Valët përthyhen negativisht kur vijnë nga njëra anë dhe zakonisht kur vijnë nga ana tjetër"

Përthyerja negative asimetrike

Studiuesit morën thyerjen negative asimetrike duke shfrytëzuar një strukturë mjaft të thjeshtë të materialit, i cili përbëhet nga një varg mikrozgavrash në formë L të gdhendura në një shtresë arsenidi galiumi.

Metamateriali është i aftë të realizojë si përthyerje negative, për valët që vijnë nga e djathta, dhe përthyerje të zakonshme për valët që vijnë nga e majta. Studiuesit e quajtën këtë veti thyerje negative asimetrike

Për të krijuar metamaterialin, u përdorën teknika të avancuara të nanofabrikimit në laboratorët Nest të Cnr-Nano dhe Scuola Normale duke u nisur nga materialet e prodhuara nga Giorgio Biasiol në Cnr-Iom. Mostra u testua më pas me valë mekanike nga grupi kërkimor i Paulo Santos (Instituti Paul Drude) i cili ka ekspertizë të njohur globalisht në matjet mekanike me frekuencë të lartë të sistemeve në gjendje të ngurtë. Falë simulimeve të elementeve të fundme të kryera nga Alessandro Pitanti, u bë e mundur të interpretoheshin rezultatet dhe sjellja asimetrike e përthyerjes.

Buletini i inovacionit
Mos humbisni lajmet më të rëndësishme mbi inovacionin. Regjistrohuni për t'i marrë ato me email.
Frekuenca të larta

Zgjedhja për të operuar në frekuenca të larta me valë të rendit GHz është një risi e mëtejshme, si dhe një sfidë e konsiderueshme teknike. “Është një gamë që është ende pak e eksploruar, por me interes dhe rëndësi absolute në sektorë të tillë si teknologjitë 4G dhe 5G, si dhe për sistemet e komunikimit kuantik në zhvillim”, shpjegon Zanotto. "Përdorimi i rezonatorëve mekanikë me frekuencë të lartë për zbatimin e sensorëve termomekanikë për rrezet infra të kuqe është gjithashtu i parashikueshëm për të ardhmen".

"Rezultati është një hap i rëndësishëm drejt kontrollit të plotë të valëve mekanike, pasi na lejon të dallojmë, për shembull, valët që vijnë nga e majta nga ato që vijnë nga e djathta" "Në përgjithësi, ky rezultat mund të përdoret edhe për valë të ulëta Mekanika e frekuencës”, vazhdon Simone Zanotto, “Në parim, me një “rishkallëzim” të thjeshtë të metamaterialit mund të gjejë aplikim, për shembull, edhe në devijimin e valëve sizmike për të mbrojtur ndërtesat”. “Një tjetër horizont është përfshirja e emetuesve/sensorëve kuantikë – në këtë nivel, sistemet tona mund të luajnë një rol të rëndësishëm në platformat e ardhshme për llogaritjen dhe komunikimin kuantik.

hartimi BlogInnovazione.it

â € <  

Buletini i inovacionit
Mos humbisni lajmet më të rëndësishme mbi inovacionin. Regjistrohuni për t'i marrë ato me email.

Artikujt e fundit

Smart Lock Market: publikuar raporti i hulumtimit të tregut

Termi Smart Lock Market i referohet industrisë dhe ekosistemit që rrethon prodhimin, shpërndarjen dhe përdorimin…

March 27 2024

Cilat janë modelet e dizajnit: pse t'i përdorim ato, klasifikimi, të mirat dhe të këqijat

Në inxhinierinë e softuerit, modelet e projektimit janë zgjidhjet optimale për problemet që ndodhin zakonisht në dizajnimin e softuerit. Unë jam si…

March 26 2024

Evolucioni teknologjik i markimit industrial

Shënimi industrial është një term i gjerë që përfshin disa teknika të përdorura për të krijuar shenja të përhershme në sipërfaqen e një…

March 25 2024

Shembuj të makrove Excel të shkruar me VBA

Shembujt e mëposhtëm të thjeshtë të makro Excel janë shkruar duke përdorur VBA Koha e vlerësuar e leximit: 3 minuta Shembull…

March 25 2024