Створено перший у світі фононный метаматеріал, властивості якого можуть бути змінені в режимі реального часу
Використовуючи акустичне метаустройство, яке дозволяє впливати на внутрішнє акустичний простір, змінюючи напрямок поширення, форму і амплітуду випромінюваних звукових хвиль, учені продемонстрували можливість динамічної зміни властивостей тривимірного колоїдного "кристала" в режимі реального часу. Створений вченими колоїдний кристал можна розглядати як одну з форм метаматеріалів, штучних матеріалів, які мають певну структуру, яка надає їм ряд унікальних фізичних, оптичних, хвильових властивостей і дозволяє реалізувати за їх допомогою всілякі "чудеса".
Тематики метаматеріалів ми вже приділяли достатньо уваги на сторінках нашого сайту, і наші постійні читачі знають, що такі метаматеріали, точніше їх унікальні властивості, що використовуються вченими для реалізації технологій невидимості, мікроскопії, в радарах і в багатьох інших областях. Але, всі без винятку ці метаматеріали мають певну статичну структуру, яку не можна змінити без великих витрат або істотних наслідків.
"Створений нами новий колоїдний кристал, який є одним з видів метаматеріалів, дозволяє перебудовувати його структуру в режимі реального часу, він є першим з майбутнього сімейства активних метаматеріалів" - розповідає доктор Міхай Кэлип (Dr Mihai Caleap) з університету Брістоля. - "Такі активні метаматеріали дозволять отримувати безпрецедентний рівень контролю над їх властивостями, що може змусити їх працювати в широкому діапазоні хвиль, від діапазону акустичних хвиль і закінчуючи діапазоном хвиль світла".
Для створення колоїдного кристала вчені використовували акустичне пристрій, що формує акустичну "пастку". У вузли цієї пастки були поміщені невеликі пластикові сферичні частинки, які сформували щось, що дуже нагадує будову кристалічної решітки матеріалу, колоїдний кристал. Змінюючи параметри акустичних коливань, з яких формується решітка пастки, вчені змогли домогтися зміни відстані між частинками, іншими словами, ущільнити або розтягнути кристалічну решітку отриманого колоїдного кристала. Зміни відстані і геометрії кристалічної гратки кристала докорінно змінили хвильові і фізичні характеристики метаматеріалу, включаючи його резонансну частоту, смугу частотної фільтрації і деякі інші параметри.
Як згадувалося вище, перебудовується активний метаматеріал, створений вченими, є лише першим з свого роду, тому його можливості ще недостатньо широкі, а про практичне застосування самого метаматеріалу і методу його формування і поки що йти не може. Тим не менш, поштовх дослідженням у цьому напрямку вже дано, і вони, у близькому чи далекому майбутньому, повинні привести до появи реальних активних метаматеріалів, що володіють широкими можливостями за перебудову своєї структури в режимі реального часу. І бути може, завдяки саме таким метаматериалам стане можливою практична реалізація багатьох мислимих і немислимих технологій, які навіть зараз вважаються чимось з розряду чарівництва або наукової фантастики.