Что Вы знаете о метаматериалах, поглощающих акустические волны: определения и примеры

Метаповерхности являются весьма уникальным объектом интенсивных исследований и находят применение в различных областях благодаря своей удивительной способности управлять электромагнитными волнами в микроволновом и оптическом диапазонах. Эти искусственные плоские материалы, обычно состоящие из металлических пластин или диэлектрических структур в однослойной или многослойной конфигурации с субволновой толщиной, обладают преимуществами малого веса, простоты изготовления и способностью контролировать распространение волн как на поверхности, так и в окружающем свободном пространстве. В настоящей статье обобщен недавний прогресс в этой области, классифицированный по приложениям. Начиная с разработки частотно-селективных поверхностей и метаматериалов, подчеркнуты уникальные возможности различных типов метаповерхностей.

Читать далее

Нелинейная нанофотоника и ее применение: от наноразмерных антенн, до модуляции оптических сигналов

В последние десятилетия наблюдается стремительный прогресс в области оптических технологий, что привело к их весьма широкому внедрению в самых различных отраслях промышленности и техники, включая сюда энергетику, разные транспортные приложения, здравоохранение, материаловедение, а также обработку материалов. Особое значение различные оптические технологии приобрели в сфере информационных и телекоммуникационных систем. Революционная концепция замены всей микроэлектроники фотоникой стала основой для развития очень мощной телекоммуникационной и интернет-индустрии. Нелинейная нанофотоника, используя принципы нелинейной оптики, позволяет осуществлять полное оптическое управление потоками фотонов за счет нелинейных свойств нанообъектов. В рамках исследований, проводимых в лаборатории Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова,

Читать далее

Нанотрубки для олаждения или как превратить воду в лед без холодильника?

Настоящий прорыв в области нанотехнологий связан с созданием высокоэффективных теплопроводящих материалов, обладающих компактностью и направленным действием.  Ученые Токийского университета разработали материал из упорядоченных углеродных нанотрубок, способный проводить тепло только вдоль своей структуры, предотвращая его рассеивание в окружающую среду. Это достижение имеет важное значение для повышения надежности электронных устройств, поскольку перегрев их компонентов может привести к необратимым повреждениям. В настоящее время для отвода тепла используются термопаста, тепловые трубы, вентиляторы и системы водяного охлаждения. Разработанный материал открывает новые возможности для более эффективного управления теплом в миниатюрных электронных системах.

Читать далее

Странные материалы, которые расширяются при охлаждении и сжимаются при нагревании

Некоторые вещества при нагревании не увеличиваются в объеме, а сжимаются, то есть имеют отрицательный коэффициент теплового расширения. У одних это наблюдается в небольшом температурном диапазоне, как у воды в пределах 0…+3,984 °С, у других, к примеру, у фторида скандия(III), вольфрамата циркония (ZrW2O8) и отдельных углепластиков, этот диапазон достаточно широк. Так же ведет себя обычная резина. При сильном охлаждении похоже себя ведут кварц, кремний и другие материалы. Кроме того, есть инварные сплавы (ферро-никелевые), у которых в определенном интервале температур коэффициент теплового расширения близок к нулю. Физики из США и Сингапура напечатали на 3D-принтере каркас звездчатого многогранника, способного уменьшать свой объем при нагревании. При этом пластик, из которого был напечатан материал, вел себя как большинство известных веществ — расширялся.

Читать далее

Как получить графен с помощью микроволнового излучения: перспективные разработки

Графен, революционный материал XXI века, удостоенный Нобелевской премии в 2010 году, демонстрирует уникальную способность к простой целенаправленной трансформации под воздействием молекулярной “горячей резки”. Недавно проведенное исследование выявило уникальные явления, происходящие на поверхности графенового слоя углерода при воздействии нагретых микроволновым излучением наночастиц металлов. Полученные в результате данные открывают уникальную возможности для разработки высокоэффективных катализаторов, нашедших применение в химической промышленности и фармацевтике. Авторы исследования подчеркивают фундаментальную роль углеродного носителя в процессах создания сложных наноструктурированных катализаторов. Напоминаем, что графен – это форма углерода с кристаллической решеткой толщиной в один атом.

Читать далее

Как создать миниатюрный квантовый генератор случайных чисел: от теории к практике

Случайные числа являются основополагающим элементом в криптографии, статистическом моделировании и разных фундаментальных исследованиях. Качество случайности здесь напрямую определяет точность численных методов и безопасность криптографических систем. В связи с этим для генерации истинных случайных чисел всё чаще используются физические явления различной природы. Квантовые генераторы случайных чисел (КГСЧ) основаны на внутренней случайности квантово-механических систем. Широкое распространение в качестве источников энтропии получили статистическое распределение числа фотонов, суперлюминесценция, фазовые шумы лазеров, комбинационное рассеяние света, вакуумные флуктуации. Сложность конструкции КГСЧ и достижимая скорость генерации во многом зависят от выбранного источника энтропии. При этом не каждая физическая система успешно воспроизводится в интегральном исполнении, что затрудняет внедрение КГСЧ в промышленные устройства.

Читать далее