Радиофизик ТГУ Александр Горст под руководством профессора Владимира Якубова и инженера Александра Мироньчева создал метаматериал по новой технологии – с использованием кольцевых проводников и ближнепольного взаимодействия. Этот метод применяется впервые в мире. Он позволил создать метаматериал с широкими возможностями практического применения – в медицине, для маскировки объектов, создания антенн.

Первым использование кольцевых проводников описал профессор ТГУ Владимир Якубов. Александр Горст, в свою очередь, на основе теоретических исследований разработал макет нового материала. 

Метаматериал на основе кольцевых замкнутых проводников 

Метаматериал – это многокомпонентный искусственный материал с отрицательным показателем преломления, он состоит из пластичной основы и жесткого наполнителя. Его эффективные электромагнитные свойства выходят за пределы свойств образующих их компонентов. Разработчик при синтезировании метаматериала может варьировать различные свободные параметры – размеры структур, форму, постоянный и переменный период между ними и другие.

Наиболее известный способ получения метаматериалов – это создание композиционной структуры, основанной на кольцевых проводниках с разрезом или проводниках конечной длины. Они являются крайне резонирующей структурой, которая не позволяет расширять рабочую полосу частот.

– Активное развитие сверхширокополосной радиоэлектроники делает актуальной разработку метаматериалов, пригодных для широкой полосы частот, – отметил Александр Горст. – В моей работе предложен новый подход к созданию метаматериалов на основе замкнутых кольцевых проводников, определенным образом погруженных в фоновую диэлектрическую среду. Использование таких элементов позволяет существенно расширить полосу рабочих частот. В метаматериалах на основе проводников конечной длины или кольцевых с разрезом это 500 МГц, а у нас до 1,2 ГГц.

Расширение полосы рабочих частот сделало материал более функциональным, его можно использовать для создания антенн малых размеров, неотражающих покрытий, что полезно при маскировке объектов, для обеспечения безопасности, а также в медицинской диагностике. Например, покрытый метаматериалом объект не отражает часть сигнала от радиолокационной вышки, и оператор не сможет точно определить форму предмета, размер и другие параметры. С другой стороны, метаматериал позволяет создавать фокусированное изображение более высокого качества – при радиотомографии для обнаружения запрещенных вещей в багаже или для диагностики заболеваний.

За разработку метаматериала для радиодиапазона Александр Горст в 2018 году награжден медалью РАН в области разработки или создания приборов, методик, технологий и новой научно-технической продукции научного и прикладного значения.

 

Источники

Томский студент первым в мире создал метаматериал из замкнутых кольцевых проводников
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 03/04/2018
Томский студент первым в мире создал метаматериал из замкнутых кольцевых проводников
Томский обзор (obzor.westsib.ru), 03/04/2018
Студент создал первый метаматериал из замкнутых кольцевых проводников
ТГУ (tsu.ru), 03/04/2018
Томский студент первым в мире создал метаматериал из замкнутых кольцевых проводников
ИноТомск (inotomsk.ru), 03/04/2018
Первый в мире метаматериал для антенн и маскировки объектов создан в Томске
Русская планета (rusplt.ru), 03/04/2018
Уникальный маскировочный материал создали ученые из Томска
ИА Амител (amic.ru), 03/04/2018
Томские ученые создали уникальный маскировочный материал
Парламентская газета (pnp.ru), 03/04/2018
В ТГУ создали метаматериал на основе замкнутых кольцевых проводников
Научная Россия (scientificrussia.ru), 18/04/2018

Похожие новости

  • 24/10/2016

    Лазер томских ученых может служить медикам и «оборонщикам»

    Ученые ФИТ ТГУ создали лазерную систему генератор-усилительна парах стронция с большим набором длин волн и возможностью их селективного выделения. Благодаря этому установка может найти применение в разных областях – от медицины до оборонно-промышленного комплекса.
    860
  • 29/06/2018

    Как ученые ТПУ помогают искать жизнь во Вселенной

    ​Исследование межзвездной среды, поиск экзопланет, изучение Солнечной системы - все это происходит в основном в лабораториях, где обрабатываются данные с межпланетных космических станций или мощных телескопов.
    99
  • 02/12/2016

    В Томске разрабатывают компактный плазменно-иммерсионный спектрометр

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают прибор для контроля зарядового и элементного состава многокомпонентной плазмы, который не имеет аналогов в мире. Ионно-плазменная обработка материалов для улучшения их прочности и других свойств применяется во многих высокотехнологичных отраслях: авиа- и машиностроении, медицине, электронике.
    805
  • 27/04/2018

    Томские ученые нашли способ обработки циркониевой керамики

    ​Ученые из Томского политехнического университета нашли способ обработки циркониевой керамики, который сохраняет ее прочность. Об этом рассказал ведущий научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Гынгазов.
    165
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    2138
  • 09/11/2017

    В Томске предложили новый метод переработки ядерного топлива

    ​Ученые кафедры технической физики Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый метод переработки отработавшего ядерного топлива, который позволит не только снизить энергозатраты, но и поможет извлекать из отходов ценные и благородные металлы - палладий, родий и рутений.
    461
  • 26/12/2016

    Метод томских ученых поможет проводить больше электроэнергии

    ​Ученые ТГУ в течение двух лет планируют создать метод, с помощью которого можно будет увеличить электропроводность алюминиевых проводов для передачи электроэнергии."Уровень потребления электроэнергии постоянно растет, из-за этого увеличивается нагрузка на существующие линии электропередачи (ЛЭП), часто не новые.
    638
  • 23/03/2017

    Ученые ТПУ создают покрытия для предотвращения аварий на ядерных реакторах

    Научный коллектив кафедры общей физики Томского политехнического университета создает защитные покрытия на основе нитрида титана для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов. Такие оболочки способны значительно снизить наводораживание «контейнеров», в которых находится ядерное топливо, продлить срок их службы и предохранить реактор от взрыва при возможных авариях.
    699
  • 25/10/2016

    Томские ученые создадут первый в РФ томограф для изучения сложнейших объектов

    ​Ученые Томского политехнического университета выиграли конкурс Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы".
    1175
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    1250