Ponekad se napredak moderne tehnologije može zamijeniti s magijom. Točna znanost djeluje umjesto magije. Jedno od područja istraživanja, čiji bi rezultati mogli poslužiti kao ilustracija svojstava "vilinskih atributa", jest razvoj i stvaranje metamaterijala.
S čisto fizičke točke gledišta, metamaterijali su umjetno oblikovane i posebno izrađene strukture koje imaju u svojoj prirodi nedostižna elektromagnetska ili optička svojstva. Potonje nisu određene ni karakteristikama njihovih sastojaka, već njihovom strukturom. Napokon, od istih materijala možete graditi kuće sličnog izgleda, ali jedna će imati izvrsnu zvučnu izolaciju, a u drugoj ćete čak čuti dah susjeda iz stana nasuprot. U čemu je tajna Samo u mogućnosti graditelja da raspolaže osiguranim sredstvima.
Metamaterijal / Javna domena
Trenutno su znanstvenici za materijale već stvorili mnoge strukture, čija svojstva nisu u prirodi, iako ne prelaze fizičke zakone. Na primjer, jedan od stvorenih metamaterijala može tako vješto manipulirati zvučnim valovima da drži malu kuglu u zraku. Sastoji se od dvije rešetke, sastavljene ciglama ispunjenim termoplastičnim šipkama, koje su položene u "zmiju". Zvučni val fokusiran je poput svjetlosti u leći, a istraživači vjeruju da će im ovaj uređaj omogućiti da razviju kontrolu zvuka kako bi mogli promijeniti njegov smjer, kao što sada mijenja put svjetlosne zrake pomoću optike.
Loptu u zraku drži zvučni val fokusiran na metamaterijal / Ilustracija RIA Novosti. A. Polyanina
Drugi se metamaterijal može preurediti. Od njega se sastavlja objekt bez pomoći ruku, jer se promjena oblika može programirati! Struktura takvog "pametnog" materijala sastoji se od kockica, čiji je svaki zid sačinjen od dva vanjska sloja polietilen tereftalata i jednog unutarnjeg sloja obostrane ljepljive trake. Ovaj dizajn omogućuje vam promjenu oblika, volumena, pa čak i krutosti predmeta.
3D materijal za promjenu oblika Sveučilišta Harvard / Johannes Overvelde / Bertoldi Lab / Harvard SEAS
Ali najnevjerojatnija svojstva su optički metamaterijali, koji mogu promijeniti vizualnu percepciju stvarnosti. Oni "rade" u rasponu valnih duljina koje ljudsko oko vidi. Znanstvenici su od tih materijala stvorili tkaninu od koje možete napraviti ogrtač nevidljivosti.
Promotivni video:
Istina, zasad se samo mikro-objekt može učiniti nevidljivim u optičkom opsegu.
Mogućnost stvaranja materijala s negativnim kutom loma predvidio je još 1967. godine sovjetski fizičar Viktor Veselago, ali tek se sada pojavljuju prvi uzorci stvarnih struktura s takvim svojstvima. Zbog negativnog kuta loma, zrake svjetlosti se savijaju oko predmeta, čineći ga nevidljivim. Dakle, promatrač primjećuje samo ono što se događa iza leđa osobe koja nosi "čudesni" ogrtač.
Ovako je umjetnik zamislio nanokloak nevidljivosti / grupa Xiang Zhang, Berkeley Lab / UC Berkeley
Najnovije dostignuće u stvaranju optičkih metamaterijala pripada ruskim znanstvenicima iz NUST MISIS-a. Štoviše, "sastojci" su koristili najčešće - zrak, staklo i vodu. Rad znanstvenika nagrađen je publikacijom u jednom od najbolje ocijenjenih svjetskih časopisa Scientific Reports izdavačke kuće Nature.
Alexey Basharin, izvanredni profesor, NUST MISIS, kandidat tehničkih znanosti / NUST MISIS
"Izuzetno je skupo i teško je proučavati metamaterijale u optičkom opsegu, svaki takav uzorak može koštati tisuće eura", rekao je Alexei Basharin, istraživač u Laboratoriju za supravodljive metamaterijale NUST MISIS, dr. Sc. „Uz to, vjerojatnost pogreške pri oblikovanju takvog sustava vrlo je velika, čak i uz upotrebu najpreciznijih alata. Međutim, ako stvorite materijal većih razmjera, u kojem neće biti optičkih (400-700 nm), već radio valova (dugih 7-8 cm), fizika postupka se neće promijeniti od takvog skaliranja, već će tehnologija njihovog stvaranja postati jednostavnija."
Proučavajući svojstva stvorenih struktura, autori rada pokazali su da ova vrsta tvari ima nekoliko praktičnih primjena odjednom. Prije svega, to su senzori složenih molekula, budući da potonji, padajući u polje metamaterijala, počinju svijetliti. Na taj se način mogu odrediti čak i pojedinačne molekule, što potencijalno može značajno utjecati na razvoj, na primjer, forenzičke forenzike. Osim toga, takav se metamaterijal može koristiti kao svjetlosni filtar koji odvaja svjetlost određene duljine od upadajućeg zračenja. Također je primjenjiv kao osnova za stvaranje ultra pouzdane magnetske memorije, jer struktura stanica metamaterijala sprječava ih da se međusobno magnetiziraju i time gube informacije.
