详细内容或原文请订阅后点击阅览
新型硅材料可以像高速公路上的交通一样引导振动
苏黎世联邦理工学院的科学家们开发出了一种超薄硅材料，可以沿着精心设计的路径引导振动，就像引导交通的道路一样。这一突破可能会催生能量收集新技术、先进传感器，甚至未来无需电力即可工作的计算机。这种新材料属于超材料一类。虽然超材料[…]《新型硅材料可以像高速公路上的交通一样引导振动》一文首先出现在《Knowridge Science Report》上。
来源:Knowridge科学报告苏黎世联邦理工学院的科学家们开发出了一种超薄硅材料，可以沿着精心设计的路径引导振动，就像引导交通的道路一样。
这一突破可能会催生能量收集新技术、先进传感器，甚至未来无需电力即可工作的计算机。
这种新材料属于超材料一类。
虽然超材料从外面看起来很普通，但它们包含专门设计的微观结构，赋予它们不寻常的特性。
通过仔细排列这些微小结构，科学家可以创造出具有自然界中未发现的行为方式的材料。
丹尼斯·科赫曼教授领导的研究人员创造了一种新型超材料，称为声子超材料。
这种材料旨在以非凡的精度控制机械波，包括振动和声波。
为了构建它，团队从极薄的硅膜开始。他们使用芯片制造中常用的技术，在硅上蚀刻出复杂的微孔图案。
完成的设计包含数十万个微小的重复结构，每个结构只有几微米宽，太小而无法用肉眼清晰地看到。
微观图案不均匀。相反，它在材料中逐渐变化。这些精心设计的变化允许振动沿着特定的路线传播，而不是向各个方向传播。
通常，当物体振动时，产生的波会向外传播，就像池塘中的涟漪一样。然而，在新材料中，振动可以被引导遵循预定的路径。在一些测试中，研究人员甚至沿着“8”字形的路线引导振动。
设计如此复杂的系统需要先进的计算机建模。模拟波浪运动的每个细节需要巨大的计算能力，因此研究人员开发了定制模型来预测波浪将如何穿过复杂的结构。