中国科技报 01月24日
[国 际] 新型电磁材料能按需切换功能
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受变色龙变色机制启发,美韩科学家联合研制出一种新型电磁材料。该材料通过模仿变色龙调节皮肤内光子晶体间距的方式,实现对微波的吸收、传输或反射的灵活切换。研究团队首先设计出可通过机械变换控制电磁特性的交叉结构,并利用机器学习和遗传算法优化结构设计,最终通过3D打印技术制造出该材料。测试结果表明,该材料在折叠状态下能高效吸收微波,实现雷达隐形;展开后则能传输信号,用于通信。该材料有望在国防、无线通信、储能和智能基础设施等领域发挥重要作用。

🦎 **仿生变色龙原理**:该材料的设计灵感来源于变色龙通过调整皮肤内光子晶体之间的间距来改变颜色的机制,从而实现对电磁波的控制。

⚙️ **交叉结构设计**:研究团队研制出一种特殊的交叉结构,通过折叠或伸展等机械变换,能够控制材料的电磁特性,实现从宽带吸收模式到传输模式的转变。

📡 **可编程性实现**:研究人员巧妙地运用机器学习和遗传算法,针对特定的电磁响应优化了材料的结构设计,从而赋予了该材料一定程度的可编程性。

🛡️ **隐形与通信切换**:测试结果表明,在折叠状态下,该材料能够高效吸收微波,实现对雷达的“隐形”;而在展开状态下,该材料则能够传输信号,实现通信功能。

受变色龙启发

    科技日报北京1月23日电 (记者刘霞)美国加州大学伯克利分校和韩国高丽大学科学家携手,从变色龙身上获得灵感,研制出一种新型电磁材料。这种材料能够模仿变色龙的变色机制,按需在吸收、传输或反射微波之间灵活切换,有望在国防、无线通信、储能以及智能基础设施等领域大显身手。相关论文发表于新一期《科学进展》杂志。

    制造能够有效吸收电磁波的材料一直面临极大挑战。研究团队从变色龙身上寻找灵感,这种爬行动物通过调整其皮肤内光子晶体之间的间距来调节光反射,从而改变颜色。

    团队首先研制出一个交叉结构,可通过折叠或伸展等机械变换来控制电磁特性,将电磁响应从宽带吸收模式转变为传输模式。随后,他们利用机器学习和遗传算法,针对特定电磁响应优化了结构设计,实现了一定程度的可编程性。最后,他们使用3D打印技术制造出该材料,并测试了其在吸收和传输微波之间的切换能力。

    测试结果显示,在折叠状态下,该材料能将4—18吉赫兹范围内的微波吸收90%以上,从而使其能对雷达“隐形”。展开后,该材料能传输信号,实现通信功能。

    团队表示,这种仿生电磁材料具有广阔的应用前景。在国防方面,这种可调谐材料可用于制造在需要时对雷达隐形的车辆或飞机。该材料还可用于创建智能窗口,在屏蔽和传输信号之间灵活切换,从而增强通信安全。他们也设想利用这种材料提高电磁能量收集系统的效率,为传感器和电池持续供电。

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