Uutiset

Kehitetyt metapinnat heijastavat aaltoja epätavallisiin suuntiin

Julkaistu:
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:

Lue lisää uutisia

Uusi aiempaa herkempi infrapunasensori tuo hyötyjä moneen eri teknologiaan. Kuva: Aalto-yliopisto / Xiaolong Liu
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat kehittivät infrapunasensoreista aiempaa herkempiä

Uuden teknologian uskotaan olevan suoraan integroitavissa esimerkiksi itseohjautuviin autoihin.
Graphic for Aalto Creatives
Kampus, Yhteistyö Julkaistu:

Haku Aalto-yliopiston luovien alojen esihautomoon on auki: Aalto Creatives -ohjelma alkaa maaliskuussa 2025

Aalto Creatives -esihautomon ensimmäinen kierros alkaa maaliskuussa 2025. Hae mukaan nyt!
Ryhmä ihmisiä poseeraa amfiteatterin suurilla kivirapuksilla. Rakennuksen takana on suuret ikkunat ja vihreä katto.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aallon vuosi 2024: Avaruustutkimusta uusilla taajuuksilla, rakkauden aivokuvia, kaupunkivihreää ja paljon muuta

Aalto-yliopiston vuosi 2024 piti sisällään innovaatioita, inspiraatiota ja roppakaupalla radikaalia luovuutta – tässä katsaus siihen.
Radiokatu20_purkutyömaa_Pasila_Laura_Berger
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Modernin arkkitehtuurin tutkimukseen merkittävä apuraha Koneen säätiöltä – Laura Bergerin hanke rinnastaa rakennuskadon luontokatoon

Aalto-yliopiston postdoc-tutkija Laura Berger ja hänen työryhmänsä ovat saaneet Koneen säätiön 541 400 euron apurahan hankkeen tutkimiseen, joka tarkastelee rakennuskadon vaikutuksia yhteiskunnalle ja ympäristölle.