ロスアラモス研究所、光学迷彩にも使えるメタマテリアルの低コスト製造技術を開発

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米ロスアラモス国立研究所が、メタマテリアルを短時間・低コストで製造する技術を開発したとのこと。これにより、物体を光学的に透明化するなど、通常では考えられない様々な特性をもつメタマテリアルの研究が進むとみられます。

高分子ナノ複合材料のX線マイクロCT画像 ( Image courtesy of Los Alamos National Laboratory )

メタマテリアルは、工学的な加工を施された材料であり、材料の組成よりもその構造によって特異な性質を得るものです。メタマテリアルの奇妙な特性としては、物体の不可視化、光の波長よりも短いサブ波長での焦点合わせ、遮蔽効果などがあり、これらは電磁波や音波の操作によって可能になります。こうした不思議な特性を組み合わせることで、メタマテリアルは技術の世界に大きなインパクトを与えるものとなり得ますが、これまでその合成には多大なコストと高価な製造設備が必要とされていました。

今回開発された技術は、空洞共振器内で高周波の音波を用いることによって、三次元の周期的な構造を形成するというものです。音波によって、ナノ粒子が定在波のノード(振幅が0になる点)に集まり、エポキシ樹脂の三次元マトリクス内部に、周期的パターンを持つ平行な平面がいくつも作られます。ナノ粒子を構成する材料は、金属、絶縁体、半導体、超伝導体、圧電体、ナノワイヤ、ナノチューブ、バイオ材料など、どんなものでもよいとのこと。目的に合った超音波場を適用することで、広範囲の多様なパターン・形状が形成できるとしています。


発表資料

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