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一种新的光学超材料使真正的单向玻璃成为可能

本站发布时间:2024-02-26 16:02:42

一种新的方法使阿尔托大学的研究人员能够设计出一种迄今为止已经超出现有技术范围的超材料。与天然材料不同,超材料和超表面可以定制为具有特定的电磁特性,这意味着科学家可以创造出具有工业应用所需特征的材料

这种新型超材料利用了非互易磁电(NME)效应。NME效应意味着材料的特定特性(其磁化和极化)与光或其他电磁波的不同场分量之间的联系。NME效应在天然材料中可以忽略不计,但科学家们一直试图使用超材料和超表面来增强它,因为这将释放出技术潜力

这项工作发表在《自然通讯》杂志上

阿尔托大学的博士研究员Shadi Safaei Jazi说:“到目前为止,NME效应还没有带来实际的工业应用。大多数提出的方法只适用于微波,而不适用于可见光,而且它们也无法用现有技术制造。”。该团队设计了一种光学NME超材料,可以使用现有技术,使用传统材料和纳米制造技术来制造

这种新材料开辟了原本需要强大外部磁场才能工作的应用——例如,制造真正的单向玻璃。目前销售的“单向”玻璃只是半透明的,可以让光线双向透过。当两侧(例如,窗户内外)的亮度不同时,它的作用就像单向玻璃。但基于NME的单向玻璃不需要亮度差异,因为光只能从一个方向穿过

“想象一下,在你的房子、办公室或汽车里有一扇带玻璃的窗户。不管外面的亮度如何,人们都看不到里面的任何东西,而你可以从窗户欣赏到完美的景色,”萨法伊说。如果这项技术成功,这种单向玻璃还可以通过阻挡现有电池向太阳辐射的热排放,从而减少它们捕获的能量,从而提高太阳能电池的效率

More information: Shadi Safaei Jazi et al, Optical Tellegen metamaterial with spontaneous magnetization, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45225-y

Journal information: Nature Communications

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