Как поймать радугу

26.02.2013

Инженеры Университета в Баффало разработали наиболее эффективный способ поймать радугу. Это большое достижение в фотонике, которое, в свою очередь, может привести к дальнейшим технологическим прорывам - в солнечной энергетике, в стелс-технологиях и в других областях исследований. Доктор Куа-куанг Ган, доцент кафедры электротехники в UB, и его команда, состоящая из аспирантов, описали свою работу в статье, опубликованной в феврале в интернет-журнале Научные доклады.

Они разработали "волновод из гиперболических метаматериалов", который по сути является самым современным микрочипом, изготовленным из альтернативных ультра-тонких пленок металлов и полупроводников. В чем суть ловушки для радуги? Чтобы ее поймать, нужно направить свет в волновод, который сужается настолько, что останавливает и в конце концов поглощает свет, не сумевший пройти в отверстие меньше длины волны.

"Электромагнитные поглотители активно изучались в течение многих лет, особенно с точки зрения применения в военных радарных системах, - сказал Ган. - Сейчас исследователи разрабатывают компактные поглотители света на основе оптических толстых полупроводников и углеродных нанотрубок. Тем не менее, по-прежнему сложно реализовать идеальный поглотитель в ультра-тонких пленках с перестраиваемой полосой поглощения. Однако нам удалось разработать такие пленки".

В своих первоначальных попытках замедлить свет исследователи полагались на криогенные газы. Но так они очень холодные - примерно 240 градусов ниже нуля по Фаренгейту - с ними трудно работать вне лаборатории. Волноводы из гиперболических метаматериалов решают эту проблему, потому что эффективно могут собирать падающий свет на большие поверхности. Они называются искусственными средами с субволновыми особенностями, гиперболоидная поверхность которых позволяет захватывать свет в широком диапазоне длин волн - видимом, ближнем инфракрасном, среднем инфракрасном, терагерцовом и микроволновом. У них очень большая сфера применения.

Например, в электронике есть явление, известное как перекрестные помехи, при которых сигнал, передающийся в одной цепи или канале, создает нежелательный эффект в другой цепи. Описываемый чип-поглотитель потенциально может предотвращать это. Встроенный поглотитель может использоваться и в панелях солнечных батарей, и в других энергетических устройствах. Особенно же они полезны для рециркуляции тепла после захода солнца.

А для военных особенно важно использовать эти чипы для технологии Stealth, в материалах, которые делают самолеты, корабли и другую технику невидимыми для радаров и гидролокаторов. Поскольку чипы позволяют поглощать излучение различных длин волн, то могут быть использованы в качестве материала покрытия для повышения скрытности.

<< Назад: FPGA Speedster22i от Achronix Semiconductor 26.02.2013

>> Вперед: 6 рукопожатий или 19 кликов 25.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Ремонт биологических часов 22.02.2017 Один из главных регуляторов наших биологических часов - это гормон мелатонин: за два часа до сна уровень мелатонина начинает расти, и мы начинаем чувствовать сонливость, а при пробуждении, наоборот, его уровень падает. Время, когда уровень гормона сохраняется высоким, называют биологической ночью, и она, очевидно, должна совпадать с ночью астрономической. Но мы уже давно не ложимся спать с вечерними сумерками и не встаем с рассветом: многие из нас идут в постель сильно за полночь, и просыпаются вовсе не с первыми лучами солнца, а потом клюют носом весь день. Дневная сонливость связана с тем, что уровень мелатонина сохраняется повышенным - гормональные часы сбиваются с ритма, оставаясь в режиме биологической ночи большую часть дня. И проблема здесь не только в том, что нам хочется спать: из-за сбитых внутренних часов организм испытывает постоянную нехватку сна, а нехватка сна, как мы сейчас уже знаем, плохо влияет на обмен веществ и повышает вероятность таких болезней, как диабет, ожирение и сопутствующие им сердечно-сосудистые расстройства. Можно ли вернуть биологическим часам прежние настройки? Ученые из Колорадского университета в Боулдере рассказывали, как это можно сделать: оказалось, что достаточно провести на природе неделю, чтобы мелатониновый ритм пришел в норму. Правда, у недельного отдыха на природе есть одно жесткое условие: с собой нельзя брать никаких электронных устройств и никаких источников искусственного освещения. Именно солнечный свет, которого на природе люди видели в четыре раза больше, чем в обычной жизни, смог привести в порядок их суточные ритмы. Дело не только в количестве солнечного света, но и в том, что днем свет был, а ночью никакого света, кроме света от пламени костра, не было. При этом сглаживались индивидуальные различия в суточных циклах между разными людьми. Среди нас есть "жаворонки", которые любят просыпаться рано, и "совы", которые любят поздно засыпать, но неделя в походе превращала "сов" в "жаворонков". Разумеется, сдвиги в мелатониновом цикле происходили у всех, но у "сов" они были самыми заметными. Изменения были не только в уровне гормона - после пребывания на природе у людей исчезла дневная сонливость. Впоследствии оказалось, что неделя - это даже слишком много, хватит двух дней. Кеннет Райт и его коллеги повторили эксперимент с четырнадцатью молодыми людьми в возрасте от 20 до 30 лет - девятеро из них отправились за город на выходные, пятеро остались в городе. Всего через два дня на природе суточные колебания мелатонина приблизились на один час к своей норме. Если сравнивать с недельным (точнее, шестидневным) походом, то двухдневные изменения составляли 69% от гормональных изменений, которые происходят за шесть дней. Проще говоря, за двое суток без искусственного света и без гаджетов биологические часы приходили в норму более чем наполовину.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026