Metamaterial para sa pagpapahusay ng magnetic field

Propesor sa Duke University (Durham, North Carolina, USA) iminungkahi ni Yaroslav Urzhumov isang pamamaraan para sa pagpapalakas ng magnetikong sangkap ng mga electromagnetic waves nang hindi nadaragdagan ang kanilang mga de-koryenteng sangkap. Ang katotohanan ay ang mga biological na tisyu para sa mga magnetic field ay transparent, at magiging kapaki-pakinabang na malaman kung paano palakasin ang magnetic na bahagi ng electromagnetic waves.

Ito ay magbubukas ng daan sa paglikha ng ligtas na pagpapadala ng mga tren, sa pagtatayo ng mga bagong wireless na sistema ng paghahatid ng enerhiya, at sa solusyon ng maraming iba pang mga problema kung saan may pangangailangan para sa malakas na alternating magnetic field, at sa parehong oras dapat itong maging ligtas para sa mga tao. Ang mga bagong sistema ay magiging mas matipid at mas ligtas kaysa sa umiiral na mga analog.

Upang makuha ang ninanais na resulta, iminungkahi ni Yaroslav Urzhumov ang paggamit ng magnetikong aktibong metamaterial, dahil sa kung saan posible upang makakuha ng sapat na malakas na magnetikong mga patlang gamit ang medyo mababang kasalukuyang. Ang ganitong solusyon ay magbabawas ng mga electric field, na parasitiko sa kasong ito, at lumikha ng ligtas at malakas na mga sistema ng electromagnetic.

Ang pagmomodelo ng numero na isinasagawa ni Yaroslav at ang kanyang mga kasamahan ay nagpakita na ang mga bagay na makroskopiko na nilikha batay sa mga metamaterial na may negatibong magnetikong pagkamatagusin ay may kakayahang palakasin ang mga magnetic na puwersa sa mga patlang na mababa sa dalas sa ilalim ng isang bilang ng mga kondisyon. Tinawag ng mga mananaliksik ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na isang magnetostatic resonance ng ibabaw, na kung saan ay katulad sa prinsipyo sa plasmon ibabaw resonance na nagaganap sa mga optika, na nagpapakita mismo sa mga materyales na may negatibong dielectric na pare-pareho.

Ang metamaterial na modelo ng mga siyentipiko, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakataas, espesyal na anisotropy, ay may negatibong magnetic pagkamatagusin sa isang direksyon, at sa lahat ng iba pang mga direksyon ang magnetic permeability ay positibo. Ang paghusga sa pamamagitan ng mga kalkulasyon, ang mga panindang bagay ay magagawang nang malalim na madagdagan ang magnetic field na tiyak dahil sa resonance.

Ang application ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa mga magnetic levitation system ay magpapataas ng masa ng mga bagay na inilipat nang maraming beses, at ang gastos ng kuryente, kung ihahambing sa mga tradisyonal na katapat, ay hindi tataas. Ang may-akda ng pag-unlad, isang dating mag-aaral ng Moscow Physics at Technology Institute, si Yaroslav Urzhumov ay sigurado na tagumpay.

Ang mga bagong sistema ng hindi pangkaraniwang kontrol ng mga magnetic pwersa sa mga electromagnetic na patlang ay maaaring gumana sa iba pang mga lugar, tulad ng mga maliliit na optical tweezer para sa paghawak ng mga atom, o ang pinakabagong mga armas ng electromagnetic. Maaari ring isama ito Mga Sistema ng Teknolohiya ng WiTricitynagsisilbi para sa paglipat ng wireless na enerhiya sa pamamagitan ng isang malakas na pulsating magnetic field, na ganap na hindi nakakapinsala sa kapwa tao at hayop.

Alinsunod sa mga modelo ng Yaroslav, isang pangkat ng mga eksperimento sa Boston College (Boston, Massachusetts, USA) ay lumikha ng isang prototype ng tulad ng isang metamaterial, maaaring sabihin ng isa, isang magnetic amplifier.

Tulad ng para sa wireless na paghahatid sa pamamagitan ng magnetic field, kamakailan lamang, kasama ang Toyota Institute, ang isang pangkat ng Yaroslav Urzhumov ay nagpakita ng isang napaka-praktikal na paghahatid ng koryente sa isang distansya sa pamamagitan ng mababang-dalas na mga magnetic field.

Upang mapabuti ang kahusayan sa paghahatid, ang mga siyentipiko ay nagtayo ng isang parisukat na superlens na inilagay sa pagitan ng transmiter at tagatanggap. Ang square lens ay binubuo ng maraming mga cube na sakop ng mga conductor ng spiral. Ang mga nagresultang istruktura na may pag-aari ng metamaterial na nakikipag-ugnay sa magnetic field ay inilipat ang enerhiya sa isang makitid na kono na may pinakamataas na intensity.

Ang isang coil - isang transmiter - ay inilagay sa isang tabi ng mga superlens, kasama kung saan ang isang alternatibong kasalukuyang ay naipasa, na lumilikha ng isang alternating magnetic field. Ang magnetic field na ito, tulad ng inaasahan, ay nabawasan ang intensity nito sa proporsyon sa parisukat ng distansya mula sa transmiter, gayunpaman, salamat sa mga superlens, ang transmitter, na matatagpuan sa kabilang panig nito, ay nakatanggap ng isang sapat na dami ng enerhiya kahit na sa layo na 30 cm. 6 cm

Sinabi ng siyentista na ang tulad ng isang wireless transmission gamit ang metamaterial ay isinasagawa na sa laboratoryo ng Mitsubishi Electric, ngunit sa isang distansya lamang na hindi lalampas sa laki ng transmitter. Ngayon, gamit ang tumpak na mga magnetic field, nakamit ang mataas na kaligtasan at kahusayan. Ang mga larangan ng magneto ay hindi mahigpit na hinihigop ng karamihan sa mga materyales; bukod dito, ang mga magnetikong larangan sa pamamagitan ng induction hanggang sa 3 T ay ligtas, at ginagamit na sa tomography.

Sa hinaharap, sa batayan na ito, ang paglikha ng wireless mini gadget para sa mga elektronikong gadget. Ang mga super lens ay tututuon ang mga magnetikong larangan upang singilin ang isang partikular na aparato, at ang mga parameter ng lens ay maaaring magbago, at ang pokus ay lilipat sa espasyo, halimbawa, pagsunod sa smartphone na dinadala ng may-ari nito sa paligid ng silid, na patuloy na binabago ang lokasyon.

Tingnan din sa paksa:

Kasaysayan ng pagtuklas at likas na katangian ng magnetism

Magnetic levitation. Ano ito at paano ito posible?

Faraday hawla. Trabaho at aplikasyon

Wireless Power Transmission - Mga Pangunahing Pamamaraan