ɫɫ

Uutiset

Kehitetyt metapinnat heijastavat aaltoja epätavallisiin suuntiin

Julkaistu:
Aalto-yliopistossa kehitetyt uudet metapinnat heijastavat valo- tai ääniaaltoja mihin tahansa haluttuun suuntaan ja voivat jopa pilkkoa energiaa useampiin suuntiin.
Aalto University / Metasurface / photo: Sergei Tretyakov
Metapinta

Arkielämästä löytyy useita esimerkkejä heijastuvien aaltojen manipuloinnista, kuten peilit, joista näemme kuvajaisemme, tai ääniaaltoja heijastavat pinnat, joilla parannetaan tilojen akustiikkaa. Kun aalto törmää heijastavaan pintaan tietyssä tulokulmassa ja energia kimpoaa takaisin, heijastuskulma on sama kuin tulokulma. Tämä klassinen heijastuslaki pätee kaikkiin yhdenmukaisiin pintoihin. Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uusia metapintoja heijastuvien aaltojen manipulointia varten, jolloin kyseistä lakia rikkoen saadaan aikaan haluttu pintaheijaste.

Metapinnat ovat keinotekoisia rakenteita, jotka koostuvat aallonpituutta pienemmässä mittakaavassa jaksottaisesti järjestyneistä meta-atomeista. Meta-atomit koostuvat tavanomaisista materiaaleista, mutta jos ne asetetaan jaksoittaisesti, pintaan voidaan saada aikaan epätavallisia ominaisuuksia, joita ei voida saavuttaa luonnollisilla materiaaleilla. Science Advances -lehdessä 15.2.2019 julkaistussa artikkelissaan tutkijat käyttävät yhtenäisiä sähkövirralla muokattavia metapintoja heijastuvien aaltojen suunnan määrittämiseen.

Aalto University / Schematic representation of the functionality implemented with the metasurface / Ana Diaz-Rubio
Metapintojen avulla ääniaaltoja voidaan heijastaa haluttuun suuntaan.

”Nykyiset aaltojen heijastumisen säätelyyn tarjolla olevat ratkaisut joko eivät ole tehokkaita tai niiden soveltaminen on vaikeaa”, sanoo Aallon tutkijatohtori Ana Díaz-Rubio. ”Me ratkaisimme molemmat ongelmat. Me onnistuimme kehittämään erittäin tehokkaita metapintoja, minkä lisäksi malliamme voi muokata eri toimintoihin sopivaksi. Nämä metapinnat tarjoavat monipuolisen perustan heijastumisen säätelemiselle.”

”Tämä on kiistämättä jännittävä saavutus. Olemme onnistuneet suunnittelemaan soveltuvan välineen ja testaamme sitä ääniaaltojen hallitsemiseen. Tämän lisäksi ideaamme voi soveltaa sähkömagneettisiin kenttiin”, Ana selittää.

Työtä on rahoittanut Suomen Akatemia. Artikkeli julkaistiin lehden verkkojulkaisussa 15.2.2019.

  • äٱٳٲ:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Lähikuva monimutkaisesta kultaisen värisestä koneesta, jossa on erilaisia johtoja ja liittimiä.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Mitä kvantti tarkoittaa?

Kaksi Aallon kvanttitutkijaa valottaa kiehtovaa maailmaa, jossa mahdottomalta kuulostava on täysin tavallista.
Samu Taulu
Nimitykset, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Samu Taulu kehittää uuden sukupolven aivomittauksia

Neurostimulaation ja neurokuvantamisen professori Samu Taulu rakentaa tarkempia menetelmiä aivojen ymmärtämiseen.
Voittajat lavalla vastaanottamassa EAA:n parhaan opiskelija-artikkelin palkinnon
Palkinnot ja tunnustukset, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijatohtori Thomas Deppisch sai EAA:n nuorten tutkijoiden parhaan artikkelin ja esityksen palkinnon

Palkittu tutkimus osoittaa, kuinka puhetta voidaan tehdä selkeämmäksi meluisissa ympäristöissä säilyttäen samalla tilan tuntu.
Kiharatukkainen nainen puhuu mikrofoniin sisällä, seisten näytön vieressä.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Professori Hanna Maylett: “Ilman yhteistä aikaa ei synny yhteistä näkemystä”

Elokuvaohjauksen apulaisprofessori Hanna Maylettin mukaan ohjaajan ei tarvitse tietää kaikkia vastauksia, vaan hänen tehtävänsä on rakentaa prosessi, jossa niitä voidaan löytää yhdessä.