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Mar 18, 2023

紙メタマテリアルを生産するための自動延伸機

I metamateriali sono descritti come materiali compositi creati sinteticamente.

メタマテリアルは、材料の化学成分ではなく構造化された微細構造がその特性を決定する、合成的に作成された複合材料として説明されます。 言い換えれば、それらは自然界には見られない特性を備えた人工材料です。 南京大学の研究者らは、ペンや鉛筆を使ってメタマテリアルを紙に転写する自動描画機を設計することで、これらの特性を利用した。

そのチームの新しい論文には、導電性インクを付けたボールペンを使って導体を描き、シャープペンシルを使って抵抗器や抵抗膜を描くという、彼らの新しい技術が記載されている。 これらはコンピューター制御の描画機に組み込まれており、堆積プロセスがより自動化され、精度が向上しました。 「紙ベースのメタマテリアルはこれまでインクジェット印刷技術を使用して作成されてきましたが、私たちの描画技術は低コストで、よりシンプルで、より柔軟です」と研究チームリーダーのJunming Zhao氏は説明します。 「私たちの方法は、再構成可能なアンテナやメタレンズ、さらには携帯電話やその他の発生源からの入射電磁エネルギーを吸収するメタマテリアルデバイスの製造に役立つ可能性があります。」

この機械には 3 つのステッピング モーターが装備されており、そのうちの 2 つはペンまたは鉛筆を水平面内で動かすために使用され、3 つ目は筆記具を垂直面内で昇降させるために使用されます。 CNC マシンと同様に、移動速度などの描画マシンの特性をコンピュータが制御します。 研究者らは、これらの導電性インク ペンとグラファイト ペンシルを使用して、独自の描画技術を使用して、偏光コンバーター、吸収体、コンフォーマル コーディング メタサーフェスを含む 3 つの紙ベースのマテリアルを作成しました。

彼らは、偏波コンバータが 90% 以上の変換効率で 3.1 ～ 6.6 GHz の間で直線偏波を 90 度回転できることを実証しました。 このアブソーバーの重さはわずか 58.3 g で、2.1 GHz ～ 10.5 GHz の間で 90% の吸収率を持っていました。一方、メタサーフェスは、軍が利用する船舶や航空機のレーダー信号を隠すための技術であるレーダー断面積の縮小のために開発されました。