Ожидается, что разработка электромагнитных метаматериалов позволит производить устройства нового поколения

Исследователи добиваются значительных успехов в 3D- и 4D-печати электромагнитных метаматериалов (ЭММ), что имеет значение для отраслей, использующих антенны, системы визуализации, маскировочные покрытия и беспроводную передачу энергии.

EMM — это искусственные материалы, обладающие электромагнитными свойствами, которых нет в природе. Их уникальная способность управлять электромагнитными волнами делает их идеальными для устройств нового поколения, но их сложную внутреннюю структуру крайне трудно изготовить традиционными методами.

3D-печать позволяет точно изготавливать сложные геометрические формы, необходимые для высокопроизводительных ЭМ-систем. Такие методы, как моделирование методом послойного наплавления (FDM), стереолитография (SLA) и селективное лазерное плавление (SLM), уже используются для создания индивидуальных ЭМ-систем. FDM является экономичным и позволяет работать с различными материалами, а SLA обеспечивает превосходную точность и качество поверхности. Эти методы позволяют инженерам точно настраивать структуры ЭМ-систем, например, оптимизировать антенны для повышения коэффициента усиления и расширения полосы пропускания.

Благодаря использованию материалов с памятью формы, EMM теперь могут менять форму или функциональность в ответ на такие раздражители, как тепло, свет или электричество. Эта эволюция позволяет создавать самоадаптирующиеся структуры, идеально подходящие для таких областей, как аэрокосмическая промышленность и биомедицина, где важна реакция на изменение окружающей среды.

Последние разработки подчеркивают их влияние. 3D- и 4D-печатные EMM-устройства повысили эффективность антенн, позволили создать маскировочные покрытия на ранних стадиях, которые подавляют рассеяние электромагнитных волн, улучшили разрешение изображений с помощью усовершенствованных линз, а также увеличили дальность и эффективность систем беспроводной передачи энергии.

Источник

Тем не менее препятствия остаются. Исследователи должны лучше понимать, как различные методы печати и дефекты, возникающие в процессе, влияют на электромагнитные характеристики. Кроме того, необходимы усовершенствования в области высокоскоростной 4D-печати с высоким разрешением, особенно с использованием нескольких материалов.

Слияние 3D/4D-печати и электромагнитных устройств — это смена парадигмы. Такое сочетание обещает ускорить внедрение инноваций в различных областях, формируя будущее интеллектуальных, отзывчивых и высокопроизводительных электромагнитных устройств.

Авторами статьи «3D- и 4D-печать электромагнитных метаматериалов» являются Русюань Фан, Синьру Чжан, Бо Сун, Чжи Чжан, Лэй Чжан, Цзюнь Сун, Юнган Яо, Мин Гао, Кунь Чжоу, Пэнфэй Ван, Цзянь Лу и Юйшэн Ши.