메타 물질은 자연에서 발견되지 않은 특성을 나타내는 인위적으로 구조화 된 물질입니다. 그들은 광학에서 전자 장치, 의학에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다. 그러나 특정 특성으로 메타 물질을 설계하는 것은 어려운 일이 될 수 있습니다.
버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들은 메타 물질의 행동을 예측하는 새로운 방법을 개발했습니다. 그들의 접근법은 종이를 복잡한 패턴으로 자르는 기술인 키리 가미를 기반으로합니다.
키리 가미 패턴은 강하고 유연한 구조를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 이는 용지의 컷이 재료가 특정 방식으로 변형되면서 전체 형태를 유지하기 때문입니다.
연구원들은 키리 가미 패턴이 비슷한 특성을 가진 메타 물질을 생성하는 데 사용될 수 있음을 깨달았습니다. 재료의 컷을주의 깊게 설계함으로써, 메타 물질이 어떻게 변형되고 빛이나 다른 전자기파와 상호 작용하는지 제어 할 수 있습니다.
그들의 이론을 테스트하기 위해 연구원들은 많은 키리 가미에서 영감을 얻은 메타 물질을 만들었습니다. 그들은이 메타 물질이 음성 굴절, 클로킹 및 초전도성을 포함한 광범위한 특성을 나타냈다는 것을 발견했습니다.
연구원의 연구 결과는 훨씬 더 이국적인 특성을 가진 새로운 메타 물질의 발전으로 이어질 수 있습니다. 이러한 메타 물질은 의료, 에너지 및 운송을 포함한 다양한 분야에 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
Kirigami에서 영감을 얻은 모델이 작동하는 방법
Kirigami에서 영감을 얻은 모델은 메타 물질을 일련의 상호 연결된 스프링과 질량으로 표현하여 작동합니다. 스프링은 재료의 탄성 특성을 나타내고 질량은 관성을 나타냅니다.
스프링과 질량의 배열을 신중하게 설계함으로써, 연구원들은 메타 물질이 어떻게 빛나 다른 전자기파와 상호 작용하는지를 통제 할 수 있습니다.
예를 들어, 음성 굴절률을 갖는 메타 물질은 광파가 정상과 반대 방향으로 구부러지는 방식으로 스프링과 질량을 배열함으로써 생성 될 수있다. 이것은 물체를 보이지 않는 클로킹 장치를 만드는 데 사용될 수 있습니다.
키리 가미에서 영감을 얻은 메타 물질의 적용
Kirigami에서 영감을 얻은 메타 물질은 다음을 포함하여 광범위한 잠재적 응용 프로그램을 가지고 있습니다.
* 건강 관리 : 메타 물질은 전통적인 재료보다 강력하고 유연한 임플란트 및 센서와 같은 새로운 의료 기기를 만드는 데 사용될 수 있습니다.
* 에너지 : 메타 물질은 생산하기에 더 효율적이고 저렴한 새로운 태양 전지와 배터리를 만드는 데 사용될 수 있습니다.
* 운송 : 메타 물질은 가볍고 연료 효율적인 새로운 차량을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
키리 가미에서 영감을 얻은 메타 물질의 잠재적 응용은 끝이 없다. 연구자들이 이러한 자료의 특성을 계속 탐색함에 따라 앞으로 더 혁신적이고 획기적인 응용 프로그램을 볼 수 있습니다.
