美國塔夫斯大學(xué)(Tufts University)的工程師們使用3D打印的超材料(metamaterial)來開發(fā)新型的光學(xué)設(shè)備。

該研究發(fā)表在Springer Nature 出版的《微系統(tǒng)與納米工程》(Microsystems & Nanoengineering)期刊上，展示了利用立體光刻技術(shù)(SLA)創(chuàng)建超材料嵌入式幾何光學(xué)(MEGOs)的方法。這些3D打印的結(jié)構(gòu)能夠從所選波長的任何方向吸收電磁信號脉鼻。

“利用超材料整合功能的能力，對于減小光譜儀和其他光學(xué)測量設(shè)備的尺寸非常有用，因此它們可以設(shè)計用于便攜式現(xiàn)場研究度姑，”塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院電氣和計算機工程教授Sameer Sonkusale說穷窃。

用于光學(xué)設(shè)備的3D打印超材料

此次3D打印的超材料結(jié)合了獨特的屬性，如電動和聲波操作趁尼、光學(xué)特性埃碱，以及壓力引起的形狀轉(zhuǎn)換。這些材料可以在低至200納米的分辨率下制造酥泞，這使得它們足夠小以處理波長的能量砚殿，因此可用于光學(xué)和醫(yī)療設(shè)備。

根據(jù)Tuft納米實驗室的研究人員的說法婶博，雙光子聚合(TPP)和SLA等3D打印技術(shù)可以為制造更精細的超材料提供這樣的打印分辨率瓮具，這些超材料可以檢測和操縱包括可見光在內(nèi)的電磁信號荧飞。

因此凡人，該團隊使用Formlabs Form 2 3D打印機，金屬涂層和蝕刻來制作具有復(fù)雜幾何形狀的超材料叹阔，用于微波范圍內(nèi)的波長挠轴。在此基礎(chǔ)上，他們創(chuàng)建了一種半球形裝置耳幢，可以在選定波長的任何方向吸收電磁信號岸晦。這種設(shè)計靈感來源于飛蛾的復(fù)眼，它就是使用這種功能來檢測光線的痪僵。

第二種方案是將濺射金屬放置在器件上螃浑，然后浸沒在蝕刻劑(腐蝕性化學(xué)品)中以除去襯底上的現(xiàn)有金屬。

作為增材制造的結(jié)果暮诫，可以設(shè)想各種形狀诵城、尺寸和圖案取向以產(chǎn)生MEGO，其以比傳統(tǒng)制造方法改進的方式吸收参唆、增強慷组、反射或彎曲。

“MEGO 3D打印的全部潛力尚未實現(xiàn)躯殷，”塔夫斯大學(xué)工程學(xué)院Sankusale實驗室研究生溢棱、該研究的主要作者Aydin Sadeqi補充道《栏“我們可以利用當(dāng)前的技術(shù)做更多的事情吩伊，并且3D打印一定會由此衍生出巨大的潛力∑殴担”

“利用金屬圖案嵌入的大面積3D電介質(zhì)打印技術(shù)便螟，我們能夠設(shè)計和實現(xiàn)具有獨特功能的MEGO設(shè)備】诹”

研究人員認為苹粟，提高3D打印的分辨率將使MEGO設(shè)備在不久的將來進一步達到光學(xué)頻率的太赫茲波長有滑。

研究成果《超材料嵌入式幾何光學(xué)(MEGO)的3D打印》(Three-dimensional printing of metamaterial embedded geometrical optics (MEGO))由Aydin Sadeqi、Hojatollah Rezaei Nejad嵌削、Rachel E. Owyeung和Sameer Sonkusale共同撰寫毛好。

此方法中使用以下組件：

- 蘑菇狀超材料

- 彎曲的廣角超材料吸收器/反射器

- 頻率選擇性蛾眼半球吸收器

典型的超材料包括左手材料、光子晶體苛秕、超磁性材料肌访、金屬水等，它們時常表現(xiàn)出“超惩Ы伲”的物理特性吼驶，例如負磁導(dǎo)率、負介電常數(shù)店煞、負折射率等蟹演。

如今，超材料已經(jīng)成為一項非常熱門且應(yīng)用范圍極廣的前沿技術(shù)顷蟀。超材料的應(yīng)用領(lǐng)域包括光纖酒请、醫(yī)療設(shè)備、航空航天展管、傳感器陕牲、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控、智能太陽能管理瓣老、雷達罩芒极、雷達天線、聲學(xué)隱身技術(shù)崇已、廢熱利用户挟、太赫茲、微電子久耍、吸波材料士宏、全息技術(shù)等。

無論是現(xiàn)在還是未來椭皿，研究人員們開發(fā)出的制造方法都表明掐悄，3D打印技術(shù)有望拓展幾何設(shè)計與復(fù)合材料的范圍，帶來具有新穎光學(xué)特性的設(shè)備刻渔。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)帅刀，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)远剩，也不構(gòu)成任何其他建議扣溺。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺锥余，不為其版權(quán)負責(zé)腹纳。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片驱犹、文字如涉及作品版權(quán)問題嘲恍，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容雄驹，以保證您的權(quán)益佃牛！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。