Uutiset

Kehitetyt metapinnat heijastavat aaltoja epätavallisiin suuntiin

Aalto-yliopistossa kehitetyt uudet metapinnat heijastavat valo- tai ääniaaltoja mihin tahansa haluttuun suuntaan ja voivat jopa pilkkoa energiaa useampiin suuntiin.
Aalto University / Metasurface / photo: Sergei Tretyakov
Metapinta

Arkielämästä löytyy useita esimerkkejä heijastuvien aaltojen manipuloinnista, kuten peilit, joista näemme kuvajaisemme, tai ääniaaltoja heijastavat pinnat, joilla parannetaan tilojen akustiikkaa. Kun aalto törmää heijastavaan pintaan tietyssä tulokulmassa ja energia kimpoaa takaisin, heijastuskulma on sama kuin tulokulma. Tämä klassinen heijastuslaki pätee kaikkiin yhdenmukaisiin pintoihin. Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uusia metapintoja heijastuvien aaltojen manipulointia varten, jolloin kyseistä lakia rikkoen saadaan aikaan haluttu pintaheijaste.

Metapinnat ovat keinotekoisia rakenteita, jotka koostuvat aallonpituutta pienemmässä mittakaavassa jaksottaisesti järjestyneistä meta-atomeista. Meta-atomit koostuvat tavanomaisista materiaaleista, mutta jos ne asetetaan jaksoittaisesti, pintaan voidaan saada aikaan epätavallisia ominaisuuksia, joita ei voida saavuttaa luonnollisilla materiaaleilla. Science Advances -lehdessä 15.2.2019 julkaistussa artikkelissaan tutkijat käyttävät yhtenäisiä sähkövirralla muokattavia metapintoja heijastuvien aaltojen suunnan määrittämiseen.

Aalto University / Schematic representation of the functionality implemented with the metasurface /  Ana Diaz-Rubio
Metapintojen avulla ääniaaltoja voidaan heijastaa haluttuun suuntaan.

”Nykyiset aaltojen heijastumisen säätelyyn tarjolla olevat ratkaisut joko eivät ole tehokkaita tai niiden soveltaminen on vaikeaa”, sanoo Aallon tutkijatohtori Ana Díaz-Rubio. ”Me ratkaisimme molemmat ongelmat. Me onnistuimme kehittämään erittäin tehokkaita metapintoja, minkä lisäksi malliamme voi muokata eri toimintoihin sopivaksi. Nämä metapinnat tarjoavat monipuolisen perustan heijastumisen säätelemiselle.”

”Tämä on kiistämättä jännittävä saavutus. Olemme onnistuneet suunnittelemaan soveltuvan välineen ja testaamme sitä ääniaaltojen hallitsemiseen. Tämän lisäksi ideaamme voi soveltaa sähkömagneettisiin kenttiin”, Ana selittää.

Työtä on rahoittanut Suomen Akatemia. Artikkeli julkaistiin lehden verkkojulkaisussa 15.2.2019.

 

 

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

The highly competed ERC Advanced Grant, awarded to leading top researchers, is the third ERC grant won by Professor Mika A. Sillanpää. In 2009, he received the ERC Starting Grant targeted at talented young researchers and, in 2013, he was awarded the ERC Consolidator Grant intended for top researchers establishing their careers. Picture: Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Fyysikko Mika A. Sillanpää sai jo kolmannen EU:n miljoonarahoituksen – uusi tutkimushanke sovittaa yhteen kvanttimekaniikkaa ja yleistä suhteellisuusteoriaa

Tutkijat ratkovat sata vuotta vanhaa fysiikan arvoitusta pienten kultapallojen ja äärimmäisen matalien lämpötilojen avulla. Värähtelevien pallojen välisen erittäin heikon painovoiman havainnointi voi ratkaista mysteerin.
akun elektrodeja tutkimuskaapissa
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Akun osia voidaan kierrättää sellaisenaan – menetelmä säästää harvinaisia raaka-aineita

Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat, että älypuhelimen akun elektrodit ovat uusiokäytössä lähes uutta vastaavia. Seuraavaksi tutkitaan sähköautojen akkujen osien kierrätettävyyttä
: Kuvan on tehnyt Jani Huuhtanen Biorender.com -sovelluksella.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Suomalaistutkijoiden kehittämä tekoäly ennustaa, mikä puolustusjärjestelmän avain sopii koronaviruksen lukkoihin

Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet tekoälymallin, jonka avulla tutkijat pystyvät yhdistämään puolustusjärjestelmän solut kohteeseensa ja vastaamaan esimerkiksi siihen, mitkä valkosolut tunnistavat koronavirusta. Työkalulla on laajamittaisia käyttömahdollisuuksia, kun yritetään ymmärtää puolustusjärjestelmän toimintaa tulehduksissa, autoimmuunisairauksissa ja syövissä.
The ultrasonic needle, which is a regular medical needle with a metal attachement connected to a large box on the side of the syringe
Mediatiedotteet Julkaistu:

Ultraäänineula tehostaa biopsiaa – luotettavan syöpätestin kudosmäärä saadaan vaivatta ohuellakin neulalla

Laitetta voidaan tulevaisuudessa hyödyntää myös lääkkeiden annostelussa ja jopa pienten kasvainten ja munuaiskivien hajottamisessa.