详细内容或原文请订阅后点击阅览
新型超材料沿着预定义路径引导振动
超材料具有独特的机械性能,研究重点是控制振动并增强电子和能量收集应用的声子类型。
来源:Scientific Inquirer超材料——这个术语对于外行人来说可能听起来很深奥。然而,在科学和工程领域,这是一个有趣的研究领域,特别是自 20 世纪 90 年代以来,它以高度动态的速度发展。
肉眼看来,超材料看起来就像普通材料。然而,在较小的尺度上,它具有不寻常的、精心设计的结构,赋予其原始基本材料所不具备的特殊机械或物理特性。
例如,此类人工设计的材料非常轻、坚硬、高度可变形,或者可以减轻冲击并减弱振动。应用范围从鞋底(据 ETH 新闻报道)和头盔一直到微电子。
Dennis Kochmann,苏黎世联邦理工学院力学和材料研究教授,在他的研究中广泛致力于超材料。 “令人着迷的是,如何通过特殊的微观结构赋予材料特殊的性能,而如果没有这种结构,材料就不具备这种性能,”他解释道。
Kochmann 和他的合作者最近在两本科学出版物中提出了一种新型的所谓声子超材料——一种能够精确控制机械波(例如振动或声信号)的材料。
例如,这种超材料可以用于从振动中收集能量或纯粹机械地处理信号,这对于无需电力运行的传感器和机械计算机来说很有趣。
晶圆薄硅膜作为波导
如果金属板被激发振动(例如,用锤子敲击金属板),这些振动通常会以圆形方式传播,类似于水中的表面波。然而,如果该板具有精心设计的结构,它可以沿着特定路径改变波的方向——而 ETH 研究人员正是利用了这种效应。
