Les ingénieurs de l’Université Tufts ont développé de nouvelles méthodes pour fabriquer in addition efficacement des matériaux qui se comportent de manière inhabituelle lors de l’interaction avec l’énergie micro-ondes, avec des implications potentielles pour les télécommunications, le GPS, les radars, les appareils mobiles et les appareils médicaux. Connus sous le nom de métamatériaux, ils sont parfois appelés « matériaux impossibles » car or truck ils pourraient, en théorie, courber l’énergie autour d’objets pour les rendre invisibles, concentrer la transmission d’énergie dans des faisceaux focalisés ou avoir des capacités de caméléon pour reconfigurer leur absorption ou transmission de différentes gammes de fréquences.



L’innovation, décrite aujourd’hui dans Character Electronics, construit les métamatériaux à l’aide d’une impression à jet d’encre à faible coût, rendant la méthode largement accessible et évolutive tout en offrant des avantages tels que la possibilité d’être appliqué sur de grandes surfaces conformables ou d’interfacer avec un environnement biologique. C’est également la première démonstration que les polymères organiques peuvent être utilisés pour  » ajuster  » électriquement les propriétés des métamatériaux.

Les métamatériaux et les méta-surfaces électromagnétiques – leurs homologues bidimensionnels – sont des structures composites qui interagissent avec les ondes électromagnétiques de manière particulière. Les matériaux sont composés de minuscules constructions – furthermore petites que les longueurs d’onde de l’énergie qu’elles influencent – soigneusement disposées en motifs répétitifs. Les constructions ordonnées affichent des capacités d’interaction d’ondes uniques qui permettent la conception de miroirs, de lentilles et de filtres non conventionnels capables de bloquer, d’améliorer, de réfléchir, de transmettre ou de courber les ondes au-delà des possibilités offertes par les matériaux conventionnels.



Les ingénieurs de Tufts ont fabriqué leurs métamatériaux en utilisant des polymères conducteurs comme substrat, puis en imprimant à jet d’encre des motifs spécifiques d’électrodes pour créer des résonateurs micro-ondes. Les résonateurs sont des composants importants utilisés dans les dispositifs de conversation qui peuvent aider à filtrer les fréquences d’énergie sélectionnées qui sont soit absorbées, soit transmises. Les dispositifs imprimés peuvent être réglés électriquement pour ajuster la gamme de fréquences que les modulateurs peuvent filtrer.

Les dispositifs de métamatériaux fonctionnant dans le spectre des micro-ondes pourraient avoir de nombreuses apps dans les télécommunications, les GPS, les radars et les appareils mobiles, où les métamatériaux peuvent augmenter considérablement la sensibilité du signal et la puissance de transmission. Les métamatériaux produits dans l’étude pourraient également être appliqués aux communications des dispositifs médicaux automobile la nature biocompatible du polymère organique à couche mince pourrait permettre l’incorporation de capteurs couplés à des enzymes, tandis que sa flexibilité inhérente pourrait permettre aux dispositifs d’être façonnés en surfaces conformables appropriées pour une utilisation sur ou dans le corps.

« Nous avons démontré la capacité d’ajuster électriquement les propriétés des méta-surfaces et des méta-dispositifs fonctionnant dans la région des micro-ondes du spectre électromagnétique », a déclaré Fiorenzo Omenetto, professeur d’ingénierie Frank C. Doble à la Tufts College College of Engineering, directeur de la Tufts Silklab où les matériaux ont été créés, et auteur correspondant de l’étude.  » Notre travail représente une étape prometteuse par rapport aux technologies de méta-dispositifs actuelles, qui dépendent largement de matériaux et de procédés de fabrication complexes et coûteux.  »

La stratégie de réglage développée par l’équipe de recherche repose entièrement sur des matériaux à couche mince qui peuvent être traités et déposés grâce à des procedures évolutives en masse, telles que l’impression et le revêtement, sur une variété de substrats. La capacité d’ajuster les propriétés électriques des polymères de substrat a permis aux auteurs de faire fonctionner les dispositifs dans une gamme beaucoup in addition big d’énergies micro-ondes et jusqu’à des fréquences in addition élevées (5 GHz) que ce qui était supposé être doable avec des matériaux conventionnels non méta (