Наносенсоры замаскировали от внешнего излучения

Ученые разработали модель нового метаматериала, который позволит повысить точность работы наносенсоров в оптике и биомедицине за счет маскировки их от внешнего излучения. Статья о результатах исследования опубликована в журнале Scientific Reports.

«Скрыть большой объект на самом деле проще, чем маленький, — рассказывает главный автор статьи Анар Оспанова, аспирантка МИСиС. — Существуют различные техники камуфляжа и стелс-технологий. Но когда мы имеем дело с наноразмерными объектами — например, иглами-сенсорами в биомедицине или физике, ситуация усложняется. Обычно наносенсоры соизмеримы исследуемым объектам, поэтому, попадая в среду, очень сильно на нее влияют — изменяют давление в ней, рассеивают излучение, и становится трудно понять, где характеристики иглы, а где — самого объекта. Мы решили "спрятать" излучение от наносенсоров и таким образом повысить точность их работы».

Основной элемент нового метаматериала — молекула, состоящая из четырех цилиндров-диэлектриков из танталата лития — LiTaO3 — радиусом 5 мкм. Образуя своего рода оболочку для наносенсора, диэлектрики взаимодействуют с излучением, и возникает так называемое состояние анаполя — неизлучающего рассеивателя. В результате объект становится невидимым для внешнего наблюдателя. По отдельности все элементы — наносенсор и диэлектрики — рассеивают излучение и сильно искажают картину электрического и магнитного полей.Для расчетов был использован металлический проводник радиусом 2,5 мкм, который имитирует наносенсор и обладает очень высоким волновым рассеиванием. Это позволило провести расчеты для максимально возможного уровня излучения. Моделирование проходило в терагерцовом диапазоне, между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами.В качестве материала метамолекулы, в зависимости от сферы применения, можно применять и другие материалы. В нанооптике, например, можно будет работать с кремнием и германием. Ученые уверяют, что у созданного метаматериала есть перспективы применения в биомедицине, например, за счет использования в качестве оболочки совместимого с человеческим организмом хлорида калия.

Источник

Читайте также

• Geforce Rtx 5090 не снята с производства, но видеокарту трудно найти в продаже
• Зеленский оценил запас боеприпасов для F-16 и сообщил о новых контрактах
• Oneplus nord 6: мощное железо и высокая автономность для активного использования
• Пелагея рассказала об аресте имущества Ивана Телегина на 71 млн рублей
• Марта Адамчук прокомментировала уход коллег из «Квартала 95»: «Это был вопрос времени»