什么是超材料(Metamaterial)？

超材料是一種由其結構而非化學成分而具有特殊性質的材料。最著名的超材料是具有負折射率的材料，這意味著它們會使光彎曲到"錯誤的方向"，也就是說，比任何具有正折射率的材料都要大得多。科學家用燒杯負折射率材料在"超級...

超材料是一種由其結構而非化學成分而具有特殊性質的材料。最著名的超材料是具有負折射率的材料，這意味著它們會使光彎曲到"錯誤的方向"，也就是說，比任何具有正折射率的材料都要大得多。科學家用燒杯負折射率材料在"超級透鏡"中有應用，這種特殊透鏡有可能解決小于可見光波長的特征，以及可能導通可見光的隱形斗篷這些材料也可用于等離子體電子技術，這是一種利用電荷載流子中的密度波進行計算的新領域。大多數超材料都用于電磁學和光學相關的應用，如束控器，調制器、帶通濾波器、透鏡等。它們是重復的細胞成分網格，其細胞大小大致等于它們試圖使用的電磁輻射的波長。因此，設計用于改變微波路徑的超材料將具有毫米范圍的細胞，而為光學應用而設計的超材料的晶胞要小得多，大約在380納米到780納米之間。超材料通常與納米技術有關，因為用于光學應用的微小重復單元結構是用納米來測量的。制造超材料可能需要新的制造方法，只有通過納米技術才能實現。隨著納米技術在未來幾十年的發展，它將開發出新的超材料并降低其成本。至少有一種已知的天然超材料——蛋白石。蛋白石是由一種石英和鱗石英的高溫多晶型體，在火山爆發時產生的由此產生的材料是由大量微小的礦物細胞組成的，這些細胞不斷地與另一個細胞相互作用，創造出多種顏色的美麗顯示的宏觀效果，最顯著的是一種明亮的藍色。關于天然蛋白石和超材料質量的研究正在進行中。

發表于 2020-09-18 05:00
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分類：科學教育

什么是超材料(Metamaterial)？

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