जानकारी

3 ध्वनिक Metamaterials शायद आप के बारे में पता नहीं था

3 ध्वनिक Metamaterials शायद आप के बारे में पता नहीं था

Metamaterials इंजीनियरिंग और विज्ञान के अविश्वसनीय कारनामे हैं। विभिन्न आधार सामग्री को एक विशिष्ट तरीके से जोड़कर, उनका उपयोग प्रकृति में न दिखने वाले तरीकों में प्रकाश और ध्वनि जैसी चीजों में हेरफेर करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, क्या आप क्लोकिंग डिवाइस बनाना चाहते हैं? आप metamaterials का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं।

यहाँ हम मेटामेट्रिक्स की कुछ बुनियादी विशेषताओं का पता लगाते हैं और मेटामेट्री विज्ञान में तीन वर्तमान विकास को प्रदर्शित करते हैं।

संबंधित: SCIENTISTS DEVISE NEW METAMATERIAL WHICH HARNESSES LIGHT POWER MORE EFFECTIVELY

मेटामेट्रिक्स क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं?

मेटामेट्री एक कृत्रिम रूप से संरचित सामग्री है जो प्रकृति में असाधारण विद्युत चुम्बकीय गुणों को नहीं देखा या उपलब्ध नहीं दिखा सकता है। वे पहली बार 2000 के दशक में विकसित हुए थे, और तब से अनुसंधान और विकास के तेजी से बढ़ते अंतःविषय क्षेत्र के रूप में उभरा है।

"मेटामेट्रिक्स के गुणों को उनकी आंतरिक शारीरिक संरचना में हेरफेर करके अनुकूलित किया जाता है। यह उन्हें प्राकृतिक सामग्रियों से उल्लेखनीय रूप से अलग बनाता है, जिनके गुण मुख्य रूप से उनके रासायनिक घटकों और बांडों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।" - एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका।

ऐसी सामग्रियों को यादृच्छिक रूप से या समय-समय पर वितरित कृत्रिम संरचनाओं से बनाया जाता है, जिनका आकार और स्थान आने वाली ईएम विकिरण की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा होता है। मेटामेटरीज का एक आम मौजूदा उदाहरण स्प्लिट-रिंग रेज़ोनेटर (एसआरआर) है।

मेटामेट्रिक्स कैसे बनाए जाते हैं?

मेटामेट्रिक्स इंजीनियरिंग सामग्रियों का एक रूप है, जो प्रकृति में सामान्य रूप से नहीं पाए जाने वाले गुण दिए गए हैं।

"वे धातु और प्लास्टिक जैसी मिश्रित सामग्रियों से बनाए गए कई तत्वों की विधानसभाओं से बने होते हैं। सामग्रियों को आमतौर पर दोहराए जाने वाले पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है, जो कि उनके द्वारा प्रभावित होने वाली तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटे होते हैं।" - विकिपीडिया।

मेटामेट्रिक्स के गुण उनके घटक सामग्रियों से नहीं, बल्कि उनके अंतिम डिज़ाइन और इंजीनियर संरचना से प्राप्त होते हैं।

"उनके सटीक आकार, ज्यामिति, आकार, अभिविन्यास, और व्यवस्था उन्हें उनके स्मार्ट गुण प्रदान करती है जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों में हेरफेर करने में सक्षम हैं: पारंपरिक सामग्रियों के साथ जो संभव है उससे परे लाभ प्राप्त करने के लिए, अवरुद्ध, अवशोषित, बढ़ाने या झुकने से।" - विकिपीडिया।

प्रत्येक मेटामेट्री की संरचना प्राकृतिक घटना से निर्धारित होती है जिसके साथ उन्हें हेरफेर करने या प्रभावित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह दृश्यमान प्रकाश, ध्वनि या बिजली को प्रभावित करने के लिए हो सकता है, नाम के लिए लेकिन कुछ।

नकारात्मक अपवर्तक सूचकांक क्या है?

आप अपवर्तन की अवधारणा से परिचित होने की संभावना रखते हैं जिससे प्रकाश झुकता है क्योंकि यह पानी की तरह एक माध्यम से गुजरता है। नकारात्मक अपवर्तक सूचकांकों के साथ, जैसा कि नाम से पता चलता है, प्रकाश वास्तव में "परिलक्षित" होता है जब एक सकारात्मक से नकारात्मक ऋणात्मक माध्यम में परिवर्तित होता है, बजाय अपवर्तित होने के।

इस संपत्ति के साथ मेटामेट्रीज़ समय-समय पर फैलने वाले भागों से निर्मित होते हैं जिन्हें इकाई कोशिका कहा जाता है। ये कोशिकाएं आमतौर पर बाहरी विद्युत चुम्बकीय विकिरण की तरंग दैर्ध्य से काफी छोटी होती हैं।

कुछ मेटामेटरीज की यह संपत्ति वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को ऑप्टिकल उपकरणों के लिए एक फ्लैट लेंस जैसी चीजें बनाने में सक्षम बनाती है। ये निर्माण के लिए सस्ते होते हैं, आमतौर पर हल्के होते हैं, और बहुत से अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जा सकते हैं जो कि केवल प्रकाश से परे हैं।

नकारात्मक पारगम्यता क्या है?

नकारात्मक पारगम्यता एक विद्युत क्षेत्र के लिए सामग्री के प्रतिरोध की माप है और एक ढांकता हुआ माध्यम के साथ इसकी बातचीत है। किसी माध्यम की पारगम्यता यह बताती है कि उस माध्यम में प्रति इकाई आवेश पर विद्युत क्षेत्र (अधिक सही, प्रवाह) कितना मजबूत है।

यह एक मूलभूत सिद्धांत है कि कैपेसिटर जैसे तत्व आधारित हैं।

"ध्रुवीकरण प्रभावों के कारण कम पारगम्यता (प्रति यूनिट चार्ज) के साथ एक माध्यम में अधिक विद्युत प्रवाह मौजूद है। पारगम्यता सीधे विद्युत संवेदनशीलता से संबंधित है, जो एक विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में एक ढांकता हुआ ध्रुवीकरण कितनी आसानी से है, इस का एक प्रकार है। एक विद्युत क्षेत्र का विरोध करने के लिए सामग्री की क्षमता से संबंधित है। " - researchgate.net

इसलिए, नकारात्मक परमिट के साथ मेटामेट्री जैसी चीज किसी दिए गए विद्युत क्षेत्र का एक गैर-प्रतिरोध होगा।

नकारात्मक पारगम्यता के व्युत्क्रम को कहा जाता है, अस्वाभाविक रूप से, पूर्ण पारगम्यता। यह प्रतिरोध का माप है जो किसी दिए गए माध्यम में विद्युत क्षेत्र निर्मित होने पर सामने आता है।

ध्वनिक मेटामेट्रिक्स के कुछ उदाहरण

ध्वनिक मेटामेट्रिक्स, जैसा कि नाम से पता चलता है, कृत्रिम रूप से बनाई गई सामग्रियां हैं जो विशेष रूप से ध्वनि तरंगों को नियंत्रित करने, निर्देशित करने और हेरफेर करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।

यहाँ कुछ हालिया घटनाक्रम हैं।

1. यह मेटामेट्री वास्तव में ध्वनि को रद्द कर सकती है

बोस्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक मेटामेट्री बनाने में सफलता हासिल की है जो वास्तव में 'ध्वनि को रद्द कर सकता है'। उनकी अंगूठी जैसी संरचना एक ही समय में एयरफ्लो को बनाए रखते हुए ध्वनियों को काटने में सक्षम थी।

इस प्रकार की मेटामेट्री हल्के और विनीत ध्वनि क्षीणन के रूप में कुछ दिलचस्प अनुप्रयोग हो सकती है। इसका उपयोग ड्रोन जैसी चीजों पर किया जा सकता है ताकि उनका शोर रद्द किया जा सके, या इमारतों में ध्वनि इन्सुलेशन के रूप में।

2. यह ध्वनिक मेटामेट्री वास्तव में ध्वनि को केंद्रित कर सकती है

ब्रिटेन में ससेक्स और ब्रिस्टल के विश्वविद्यालयों के शोधकर्ता एक मेटामेट्री बनाने पर काम कर रहे हैं जो ध्वनि को केंद्रित कर सकता है। यदि सफल हुआ तो इसका उपयोग सुपर-टार्गेटेड स्पीकर या माइक्रोफोन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

वे ध्वनि तरंगों को बहुत फोकस करके काम करते हैं, जैसे लेंस प्रकाश को फोकस कर सकता है। और सबसे अच्छा सा? वे आंशिक रूप से लेगो ईंटों से निर्मित हैं!

"वैरी-साउंड" डब की गई, इस सामग्री से सिनेमाघरों में भी आवेदन हो सकते थे, जहाँ "सस्ती सीटों" में ध्वनि की गुणवत्ता सामने या केंद्र पर बैठे लोगों के बराबर होगी।

3. यह मेटामेट्री ध्वनि का परिवहन और ध्यान केंद्रित कर सकती है

शोधकर्ताओं के एक समूह ने एक मेटामेट्री को सफलतापूर्वक डिज़ाइन किया है जो अपने किनारों के साथ ध्वनि का परिवहन कर सकता है और इसे अपने केंद्र में केंद्रित कर सकता है। सिटी यूनिवर्सिटी ऑफ़ न्यूयॉर्क की टीम ने मेटामेट्री को डिज़ाइन करने के लिए टोपोलॉजी के गणितीय क्षेत्र का उपयोग किया।

"अपने नए मेटामेट्री के निर्माण के लिए, अलो और उनके शोध सहयोगियों ने 3 डी प्रिंटर का उपयोग करके छोटे ट्रिमर, तीन ध्वनिक गुंजयमान यंत्रों द्वारा बनाई गई एक रिंग बनाई है। वैज्ञानिकों ने त्रिकोणीय जाली बनाने के लिए ट्रिमर को चिपका दिया।" - upi.com


वीडियो देखना: Bending Waves With Metamaterials (जनवरी 2022).