Uusia sovelluksia metamateriaaleille

Metamateriaalit ovat tuottaneet rakenteita, joilla on ennennäkemättömiä kykyjä, kuten litteitä linssejä, näkymättömyyskaapuja ja jopa optisia "metatronisia" laitteita, jotka voivat manipuloida valoa tavalla, jolla elektroniset piirit manipuloivat elektronien virtaa.

University of Pennsylvanian, University of Texasin ja italialaisen University of Sannionin tutkijat osoittavat, että metamateriaalit voidaan suunnitella tekemään "fotonilaskelmia", kun valoaalto kulkee niiden läpi.

Tutkijoiden kehittämä teoreettinen materiaali voi suorittaa tietyn matemaattisen toiminnon valoaallon profiilille, kuten löytää sen ensimmäisen tai toisen derivaatan, kun valo kulkee materiaalin läpi. Tutkijoiden mukaan metamateriaaleilla voisi tuottaa myös muita laskutoimituksia, kuten integraation ja konvoluution.

Vastaavaa valoaallon käsittelyä tehdään nykyään esimerkiksi digitaalisessa kuvankäsittelyssä mutta se vaatii valoaallon muokkaamista sähköiseen muotoon ja tehokasta laskentakapasiteettia.

Tutkijoiden ehdottamat metamateriaalit voisivat tehdä vastaavat operaatiot samalla kun valo kulkee kameran linssin läpi. Kyseessä on siis eräänlainen analoginen tietokone.

Superlinssi langattomaan tehonsiirtoon

Duke Universityn ja Toyota Research Instituten tutkijat ovat puolestaan yhdessä osoittaneet mahdollisuuden parantaa langatonta energiansiirtoa superlinssin keskittämällä magneettikentällä.

Tutkijat loivat magneettisista metamateriaaleista superlinssin, joka keskittää 13 - 16 megahertsisen magneettikentän antokelasta lähes 30 senttimetrin etäisyydellä olevaan vastaanottokelaan, jolloin sähkövirta indusoituu vastaanottavaan käämin.

Kokeilu onnistui siirtämään tehoa turvallisesti ja tehokkaasti hyötysuhteella, joka on monta kertaa suurempi kuin mitä voitaisiin saavuttaa samalla kokoonpanolla ilman superlinssiä, todetaan Duken tiedotteessa.