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美国杜克大学开发出3D打印电磁超材料,为无线设备打开新的设计空间

2017-05-08 237浏览 标签: 3D打印电磁超材料

2017年5月4日,美国杜克大学介绍了其研究人员利用可以与标准3D打印机兼容的导电材料打印出的电磁超材料。这种方法的实现可以为蓝牙、wifi、无线传感器,以及通讯设备等无线射频应用的快速设计和原型设计带来革命性的改变。


动图:打印过程

研究人员所使用的导电材料是一种名为Electrifi的铜基长丝材料,由其团队成员Benjamin Wiley教授和Shengrong Ye博士创建的Multi3D公司销售。这种材料比市面上现有的任何一种可3D打印材料的导电性都要好100倍,虽然仍不如常规的铜,但已经足以创建一个3D打印的电磁超材料。因为Electrifi不仅具有足够的导电性,其与无线电波的强相互作用几乎与由纯铜制成的传统电磁超材料相同。而这种差距很容易地通过对材料的立体构建弥补了,实验表明,这种材料3D打印得到的立方体比其平面结构与电磁波相互作用的能力强了14倍。

利用相对成本较低的标准3D打印机打印一个Electrifi材料的超材料单元大约需要20分钟。每个单元与电磁波的相互作用可以分别被调整为特定的方式,通过对一系列这种单元的组合,研究人员可以创建一个对微波辐射进行强有力操纵的结构。

这意味着现在研究人员可以更快速地强化对超材料的设计,看看到底可以构建多么复杂的结构,以及可以将性能提高到何种程度。这种如乐高构建块的能力为无线电波和微波等领域留下了广阔的设计空间。

此研究得到了美国海军研究办公室的支持。

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