Terahertzové metamateriály připravené pomocí 3D tisku
Spektrum kolem frekvence 1 THz (vlnová délka cca mezi 0,1 a 1 mm) leží zhruba mezi mikrovlnnou a infračervenou oblastí. K zobrazování ani přenosu informace se zatím příliš nevyužívá.
Výzkumníci z Northwestern University to chtějí změnit pomocí hned několika moderních technologií, jako jsou metamateriály a 3D tisk. Vedoucími výzkumného týmu byli Fan Zhoua a Cheng Sun, práce byla publikována v časopisu Advanced Optical Materials.
Připravený metamateriál má strukturu s přesně specifikovanou geometrií na jemnější škále, než je odpovídající vlnová délka, v níž se chová takto specificky (záporný index lomu – asi nejnázornější definice metamateriálu zní, že kdyby voda fungovala jako metamateriál ve viditelném spektru, hůl ponořená do vody by se zdála vystupovat nad hladinu). Požadované přesnosti se podařilo dosáhnout metodou tisku zvanou projekční mikro-stereo-litografie. Tato technika výroby metamateriálu má být rychlá, levná a dobře škálovatelná. Jako materiál pro 3D tisk se používá kapalný fotopolymer, který pak tuhne účinkem světla, je jím „tvarován" do požadované 3D struktury.
Finálním produktem procesu je objektiv, jehož rozlišení není obvyklým způsobem limitováno vlnovou délkou světla, v němž se pozorování odehrává. Příslušné čočky prý navíc prakticky netrpí neduhem, kdy je třeba různé vady složitě odstraňovat pomocí dalších korekčních mechanismů.
Jako možné využití zobrazování v terahertzové oblasti se uvádějí bezpečnostní detektory; rentgen odhalí kovy, terahertzové zobrazení ale navíc i plastické trhaviny, zbraně z plastu, biologické zbraně nebo i různé chemikálie. Řada organických látek má své rezonanční frekvence právě v terahertzovém spektru, teoreticky by takto šlo detekovat i nádory. Na rozdíl od rentgenového záření se terahertzové spektrum navíc pokládá za zcela neškodné pro člověka.
Zdroj: Phys.org
Poznámky:
První metamateriály fungující v terahertzovém spektru připravili Cheng Sun a jeho kolegové již v roce 2011, také tehdy použili optickou litografii.
Jakmile je řeč o metamateriálech, zmiňuje se obvykle také technologie neviditelnosti, což však cílem popsaného výzkumu nebylo.
3D tisk s pomocí světla ukazuje také video na YouTube:
