Ein Forscherteam der Penn State University hat es geschafft, ein Metamaterial zu erstellen, das zu einer neuen Form des Tarngeräts werden könnte. Tarntechnik Fans von Star Trek sind vertraut mit, es ist immer noch eine beeindruckende und funktionale Innovation.
Anstatt einzigartiges Licht zu verschleiern, verhüllt dieses einzigartige Metamaterial Unterwasserobjekte, indem es Schallwellen verdeckt.
Die Tarnvorrichtungen sind eingeschaltet Star Trek Objekte durch Biegen des Lichts unsichtbar machen; die neuen Werkzeuge lenken stattdessen den Schall ab.
Der Erfolg des Geräts hing von der Fähigkeit des Teams ab, ein Metamaterial herzustellen - synthetische Verbundwerkstoffe, die Eigenschaften aufweisen, die in natürlichen Materialien normalerweise nicht zu finden sind. Einige Metamaterialien sind die dunkelsten Pigmente der Welt. Andere weisen antimagnetische Eigenschaften aufeinzigartiges Metamaterial, das vom Team entwickelt wurde, um etwas zu erreichen, das sich von anderen Metamaterialien unterscheidet.
"Diese Materialien klingen wie ein völlig abstraktes Konzept, aber die Mathematik zeigt uns, dass diese Eigenschaften möglich sind."
Das Penn State-Team wurde von Professor Amanda Hanford geleitet und machte sich daran, ein Metamaterial zu entwickeln, das Schallwellen von einem Objekt ablenken kann, indem es die physischen Wellen um es herum verdeckt. Tatsächlich wäre dieses neue Metamaterial das erste seiner ArtBiegen Sie den Schall eher unter Wasser als unter dunklem Licht.
"Diese Materialien klingen wie ein völlig abstraktes Konzept, aber die Mathematik zeigt uns, dass diese Eigenschaften möglich sind", sagte Hanford. "Also arbeiten wir daran, die Schleusen zu öffnen, um zu sehen, was wir mit diesen Materialien schaffen können."
Um das Material zu testen, erstellte das Team eine 3 Fuß hohe Pyramidenform aus perforierten Stahlplatten. Anschließend wurde diese Struktur auf den Boden eines Forschungstanks gelegt. Der Tank enthielt ein Quellenhydrophon, das Schallwellen zwischen 7.000 erzeugteHz und 12.000 Hz. Es gab auch mehrere Empfängerhydrophone im gesamten Tank, die die reflektierten Schallwellen überwachten.
Nach den Beobachtungen des Teams stimmten die vom Metamaterial reflektierten Wellen mit der Phase der von der Oberfläche reflektierten Welle überein. Die Amplitude der vom getarnten Objekt reflektierten Welle nahm ebenfalls ab. Die Ergebnisse geben den Forschern die Gewissheit, dass das Metamaterial erfolgreich gerendert werden kannein Objekt, das für Unterwasser-Tracking-Systeme, die auf Schallwellen beruhen, wie z. B. Sonar, unsichtbar ist.
Das Ingenieurteam hat kürzlich seine Arbeit auf dem 175. Treffen der Acoustical Society of America in Minneapolis, Minnesota, vorgestellt.
Andere Arten von Tarnvorrichtungen von Penn State
Dies ist nicht das erste Mal, dass Penn State einzigartige Tarnvorrichtungen herstellt. Im November schuf ein anderes Team von Ingenieuren nanoskalige Löcher, die Licht absorbieren und zu einer Antireflexbeschichtung werden können. Dieses Team wurde von Tak-Sing Wong, einem Assistenzprofessor für Mechanik, geleitetStatt Science-Fiction-Inspirationen suchte Wong in der Natur nach Ideen - nämlich nach dem Leafhopper-Insekt und seiner Fähigkeit, sich erfolgreich in der Öffentlichkeit zu verstecken.
Der Leafhopper verwendet Mikropartikel, sogenannte Brochosomen, um seine Flügel zu bedecken und in den Hintergrund zu mischen.
"Dieses Papier ist eher eine grundlegende Studie", Wong sagte . "In Zukunft könnten wir versuchen, die Struktur auf längere Wellenlängen auszudehnen. Wenn wir die Struktur etwas größer machen würden, könnte sie längere elektromagnetische Wellen wie das mittlere Infrarot absorbieren und weitere Anwendungen in der Sensorik und Energiegewinnung eröffnen?"
Via : EurekAlert!