Na přelomu roku se objevilo několik zajímavých technických novinek, které se týkají heterogenní oblasti mezi vědou, IT a byznysem. Spojujícím prvkem jsou magnety, dále i levitace, neviditelnost a metamateriály.
Následující informace vycházejí z databází tiskových zpráv akademických institucí na Phys.org a ScienceDaily.com.
Grafitová levitace
Ačkoliv miláčkem médií a nejspíš i grantových agentur je dnes grafen, ani jeho klasičtější sourozenec, obyčejný grafit, ještě neřekl rozhodně poslední slovo.
S disky grafitu si teď pohráli vědci z japonských univerzit Aoyama Gakuin University v Kanagawa, a Japan Science and Technology Agency v Tokiu. Výzkum provedli především Masayuki Kobayashi a Jiro Abe. Vzali disky grafitu o průměru asi 3 milimetrů a nechali je levitovat na magnetickém polštáři (stejný princip, jako se používá v rychlovlacích). Na rozdíl od známého maglevu ale tady k dalšímu pohybu použili externí zdroj energie, nikoliv samotné pohybující se magnetické pole. Tímto zdroje byl laser nebo i sluneční světlo.
Grafit je pro levitaci vhodný, protože jde o jeden z vůbec nejsilnějších diamagnetických materiálů. Grafit se následkem přijaté energie ohřeje, čímž se změní jeho magnetické vlastnosti (sníží se diamagnetismus, na různých místech různě). V nejjednodušším případě případě s růstem teploty prostě poklesne výška, v níž kotouček nad magnetem levituje. Výsledkem pak podle toho, jak je pokus konkrétně uspořádán, může být pohyb jedním směrem i rotace disku. Princip by měl být použitelný v elektronice, dopravě, při přeměně sluneční energie na pohybovou u různých nanorobotů, respektive mikroelektromechanických systémů (MEMs) apod. Samozřejmě se argumentuje vysokou účinností konverze energie a ekologickou šetrností.
Use the Force, Luke
Magnetů se bude týkat i druhá novinka. Carles Navau, Jordi Prat-Camps a Alvaro Sanchez z barcelonské Autonomous University přišli s technikou, která dokáže soustředit energii magnetického pole. Ta se, je-li magnet uzavřen v příslušné „skořápce“, pak nerozptyluje, ale soustředí do cílového bodu – který také ještě má být uzavřen ve „skořápce“. Ty totiž fungují dvěma způsoby podle toho, zda se magnetické pole nachází na jejich vnější nebo vnitřní straně.
Princip je údajně obdobný jako u celkem populárních metamateriálů, které mají záporný index lomu a podobně manipulují se světelnými paprsky; zde totéž provádí s magnetickým polem, nicméně opět se má jednat o kouzla tzv. transformační optiky. Mediálně frekventovanou aplikací metamateriálů je neviditelnost. Cílem nové techniky je spíše soustředěný a afektivní přenos energie. Využití by technika mohla najít u magnetických senzorů, které se používají ve spotřební elektronice nebo navigačních systémech. Autoři výzkumu dále zmiňují magnetické paměti a výrobu proudu v elektrárnách. Nabízí se i využití v medicíně, např. v souvislosti s technikami zobrazování mozku (funkční magnetická rezonance fMRI).
Pomocí metamateriálových skořápek lze např. uprostřed více magnetů zvýšit hodnotu magnetického pole bez toho, abychom je museli natlačit k sobě. Tzv. transkraniální magnetická stimulace je metodou pro léčbu duševních poruch, obvykle však působí jen na vnější části mozku. Teď se přímo nabízí způsob, jak by se její dosah mohl zvýšit.
A jak vypadá samotná skořápka? Kombinuje prý ferromagnetické a supravodivé materiály, ještě speciálně geometricky uspořádané – samozřejmě pro laika je takové vysvětlení stejně na úrovni magie.
