【電漿超材料可以讓“壁虎腳趾”】

明道

【電漿超材料可以讓“壁虎腳趾”】

 

超材料很快模仿壁虎的腳趾嗎？

已經設計了英國科學家的材料，承諾堅持光滑的表面，然後鬆開上的需求。等離激元的超材料尚未建立，並在實驗室中進行測試，但如果成功的話，它可以被用來創建人造的“壁虎腳趾”，模仿那些蜥蜴走了光滑的牆壁。

該技術的工作原理是創建等離激元 - 量化振盪發生在導體中的電子密度 - 閃亮的光導電材料。

創建等離子體振子導致的導體的區域，以成為稍微帶正電荷的區域和其他區域，成為帶負電荷的。

如果另一個表面帶來了足夠的材料附近，會有吸引力，繪製兩條。

然而，如果導體是一個簡單的平片的金屬膜，然後將得到的力是微小的，而不是非常有用。

等離激也發生在人工超材料，這是由微小的結構與特定的電磁特性。

這種超材料可以被設計成在一定的等離子體振子的頻率，允許容納更多的能量的等離子體振子共振。

更大的吸引力

的尼古拉Zheludev和他的同事在英國南安普敦大學的懷疑，這種等離激元的超材料的吸引力將遠遠大於扁平導線，並已建立了一個計算機模型，以幫助測試他們的想法。

團隊模擬電漿超材料，包括一個二維的薄膜的間隔均勻的黃金結構，作為諧振器。

這是一種常見的超材料是簡單的製作和性能都很好理解。

研究人員模擬了當它是一個幾十納米從常規的介電材料的表面上的超材料的行為。

特別是，他們的力量，會導致當系統達到或接近光照射異向介質的諧振波長為1370 nm的看著。

仿真結果表明，如果從後面的超材料發射的光，然後通過它行進的兩個表面的界面，光的輻射壓力會繪製兩種材料一起。

換句話說，這兩種材料會感覺到淨的吸引力。

但是，實力雄厚的吸引力令研究人員感到驚訝 - 這是遠遠強於輻射壓力推動對其他表面的超材料可以解釋。

被困能源

當你照亮這樣的超材料的結構與光的電磁能量，很多被困在附近的結構，解釋說：Zheludev。

我們正在談論的距離小於光的波長，因此被困電磁能量的密度會變得非常高;當你把這個結構緊密，表面別的東西的存在，這個被困的能量的影響的其他材料。

這在物理學中，能量的變化總是與力。

更有趣的是，如果光首先通過常規的介電材料的輻射壓力往往遠推該超材料。

然而，模擬預測的是，如果該超材料被照射它的諧振頻率處或附近，由光的粘附力引起的吸引力將大於從輻射壓力的斥力。

無論在哪一種照明方案，該球隊計算的淨力，該超材料的表面將是足以克服重力上的超材料的向下拉動。

因此，超材料，原則上可以模仿壁虎的腳趾 - 它可以堅持一個光滑的表面時，需要分離的命令，讓蜥蜴採取的一個步驟。

這可以實現這樣的超材料，通過簡單地打開和關閉光源。

顯著的研究

這當然是一個有趣的和相當顯著的研究超材料，說：倫敦帝國學院的專家奧爾特溫·赫斯。

而我認為這是很好的尋找到了非常大的機會是1具有結構上的亞波長尺度 - 納米級的可見光的情況下，或微尺度在此情況下，用紅外線 - 和這些substructured材料可以導致完全新的效果是相當驚人的。

在壁虎腳趾的超材料就能成材，Zheludev的說，我們必須找到更便宜，更有效的辦法，使工業規模的電漿超材料。

不過，他樂觀地認為，這樣的技術障礙是可以克服的新的創新。

在短期內，他的團隊實現了“有說服力的示範和測量的影響在實驗室系統”。

可在arXiv預印本的研究。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jan/24/plasmonic-metamaterials-could-make-gecko-toes