受變色龍啟發(fā)，新型電磁材料能按需切換功能
來源：科技日報網(wǎng)站 時間：2025-01-27 11:20
美國加州大學(xué)伯克利分校和韓國高麗大學(xué)科學(xué)家攜手，從變色龍身上獲得靈感，研制出一種新型電磁材料。這種材料能夠模仿變色龍的變色機制，按需在吸收、傳輸或反射微波之間靈活切換，有望在國防、無線通信、儲能以及智能基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域大顯身手。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《科學(xué)進展》雜志。
制造能夠有效吸收電磁波的材料一直面臨極大挑戰(zhàn)。研究團隊從變色龍身上尋找靈感，這種爬行動物通過調(diào)整其皮膚內(nèi)光子晶體之間的間距來調(diào)節(jié)光反射，從而改變顏色。
團隊首先研制出一個交叉結(jié)構(gòu)，可通過折疊或伸展等機械變換來控制電磁特性，將電磁響應(yīng)從寬帶吸收模式轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬏斈Ｊ?。隨后，他們利用機器學(xué)習(xí)和遺傳算法，針對特定電磁響應(yīng)優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了一定程度的可編程性。最后，他們使用3D打印技術(shù)制造出該材料，并測試了其在吸收和傳輸微波之間的切換能力。
測試結(jié)果顯示，在折疊狀態(tài)下，該材料能將4—18吉赫茲范圍內(nèi)的微波吸收90%以上，從而使其能對雷達“隱形”。展開后，該材料能傳輸信號，實現(xiàn)通信功能。
團隊表示，這種仿生電磁材料具有廣闊的應(yīng)用前景。在國防方面，這種可調(diào)諧材料可用于制造在需要時對雷達隱形的車輛或飛機。該材料還可用于創(chuàng)建智能窗口，在屏蔽和傳輸信號之間靈活切換，從而增強通信安全。他們也設(shè)想利用這種材料提高電磁能量收集系統(tǒng)的效率，為傳感器和電池持續(xù)供電。（劉霞）
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