Onzichtbaarheidsmantels opnieuw stapje dichterbij
Afdrukken | E-mailen | Delen | Bericht aan redactie | Reageer op dit artikel
Dankzij een nieuwe printtechniek kunnen onderzoekers voldoende metamateriaal aanmaken om onzichtbaarheidsmantels en superlenzen te produceren.
ENGINEERINGNET -- Een nieuwe printmethode maakt het mogelijk grote vellen ‘metamateriaal’ te produceren. Dat is een nieuwe klasse materialen die is ontworpen om te interageren met licht op een wijze die geen andere natuurlijke materialen aankunnen.
Sedert een aantal jaren reeds beloven vorsers die met deze materialen werken producten zoals onzichtbaarheidsmantels, superlenzen met een ultrahoge resolutie, en andere exotische optische producten die recht uit een science fiction boek lijken te komen.
De demonstraties met metamaterialen, echter, raakten tot op heden niet verder dan kleinschalige vertoningen in laboratoria, eenvoudig omdat er geen methode bestond om ze aan te maken in voldoende grote hoeveelheden om een praktisch bruikbaar product te maken. Metamaterialen die een interactie vertonen met zichtbaar licht bleken tot voor kort zelfs nooit groter dan enkele honderden micrometer.
Metamaterialen bestaan in feite uit lagen, vaak van metaal, die ingewikkelde patronen vertonen. Die patronen moeten dezelfde schaal hebben als de golflengte van het licht waarmee ze volgens het ontwerp zouden moeten interageren. Ingeval van zichtbaar en nabij-infrarood licht, betekent dit dat er kenmerkende items zijn op nanoschaal. Onderzoekers maakten dergelijke materialen tot op heden met tijdsintensieve methoden zoals elektronstraallithografie.
John Rogers, Professor Materiaalwetenschappen en - engineering aan de University of Illinois, USA, creëerde nu, met zijn team,een veelbelovende nieuwe printmethode die toelaat tóch grote oppervlaktes metamaterialen aan te maken.
Meer bepaald betreft het een printmethode die werkt met een ‘stempel’, en die een oppervlakte metamateriaal produceert die nabij-infrarood licht de ‘verkeerde’ kant op kan doen buigen wanneer het erdoorheen passeert.
Materialen met dergelijke negatieve brekingsindex zijn bijzonder veelbelovend om superlenzen van te maken, mantels die iemand onzichtbaar maken voor nachtkijker, en voor het creëren van gesofisticeerde golfleiders, bruikbaar in telecommunicatie.
AFBEELDING (University of Illinois/John Rogers): lichtmazen.
De grote oppervlaktes metamateriaal zijn gemaakt van een gelaagd ‘net’ metalen die patronen vertonen op nanoschaal.
De onderzoeksgroep begint met het aanmaken van een harde, plastic stempel die bedekt is met een visnetpatroon. De stempel wordt vervolgens in een evaporatiekamer geplaatst en gecoat met een zogenaamde ‘op te offeren laag’, gevolgd door alternerende lagen metamateriaal-ingrediënten (zilver en magnesiumfluoride) om zo een gelaagd net op de stempel te vormen.
De stempel wordt vervolgens geplaatst op een glasplaat of een vel flexibele plastic. De eerste laag wordt weggeëtst (opgeofferd), zodat deze met het metaalpatroon nu aan de oppervlakte komt.
De metamaterialen die op die wijze zijn gefabriceerd, zouden zelfs betere optische eigenschappen hebben dan deze die op de ‘traditionele’ wijze zijn gemaakt. En er kunnen “gigantische vellen” mee worden gemaakt, zegt professor Rogers.
Het maken van de mal voor de stempel vereist namelijk veel zorgvuldigheid, maar eens deze is gemaakt, duurt het niet lang om veel en herbruikbare stempels te creëren. << (KV)
(Foto University of Illinois/John Rogers: het grootste vel ooit bestaande uit metamateriaal dat een negatieve brekingsindex vertoont voor stralen bijna-infrarood licht.)
Bron: http://www.engineeringnet.be/belgie/det ... sp?Id=6285" onclick="window.open(this.href);return false;
