Die Manipulation von Licht mit "Metamaterial"

Eine revolutionäre neue Werkstoffklasse, das Metamaterial, wird womöglich zu grundlegenden Veränderungen bei der elektronischen Instrumentierung führen. EU-geförderte Forscher brachten Europa mit der Erschaffung eines virtuellen Instituts (VI), welches sich diesem Thema widmet, an die Grenzen der Forschung.

Energie

Bei Metamaterial handelt es sich um vom Menschen erschaffene Verbundwerkstoffe, die in der Natur nicht vorkommen. Die Stoffe, die aus Strukturen von kleinen metallischen resonanten Einzelelementen bestehen, ermöglichen die Manipulation von elektromagnetischen Feldern und Wellen im Subwellenlängen-Maßstab. Das elektromagnetische Spektrum beinhaltet alle Arten von (Licht-) Strahlung in Form von Photonenströmen, die entsprechend ihrer Wellenlänge unterteilt werden. Dazu gehören Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotlicht, sichtbares Licht, ultraviolettes Licht, Röntgen- und Gammastrahlen. Tatsächlich macht sichtbares Licht nur einen geringen Teil des elektromagnetischen Spektrums aus. Die Fähigkeit elektromagnetische Wellen zu manipulieren, heißt auch, Licht mit allen verschiedenen Wellenlängen manipulieren zu können. Dies ermöglicht eine Vielzahl neuer bisher unmöglich gewesener Funktionen. Tatsächlich ist eine der verblüffendsten Auswirkungen davon die Fähigkeit, Objekte unsichtbar zu machen. Europäische Forscher, die Europa zu einem international gefeierten Forschungszentrum auf diesem spannenden neuen Forschungsgebiet machen wollen, riefen das Projekt "Metamaterials organized for radio, millimetre wave and photonic superlative engineering" (Metamorphose) ins Leben. Das wissenschaftliche Ziel bestand darin, neue Arten von Metamaterial sowie großangelegte Verfahren zur Fertigung dieser zu entwickeln, wodurch die Herstellung von verbesserten intelligenten multifunktionalen Antennen und Blenden, hochauflösenden Abbildungssystemen oder gar einer "intelligenten Haut" ermöglicht werden soll. Diese intelligente Haut ist vollgepackt mit Mikrotechnik, bleibt aber trotzdem flexibel am Körper haften und ist biegsam ohne die einzelnen Bauteile zu beschädigen. Sie könnte voraussichtlich zunächst in der Biomedizin zum Einsatz kommen, wo sie die Messung der Herz-, Muskel- oder gar Hirnaktivität des Menschen ermöglicht. Um wissenschaftliche Ziele umzusetzen, erschuf das Konsortium ein VI (http://www.metamorphose-vi.org/) für die Planung und Organisation gemeinsamer Forschungsprojekte und die verbesserte Wissensverbreitung. Das VI beinhaltet ein Doktorandenprogramm mit web-basierter Lernumgebung. Es verfügt außerdem über eine Job-Seite und organisiert eine jährliche internationale Konferenz zum Thema Metamaterial in Mikrowellen und in der Optik. Die veröffentlichten Neuigkeiten auf diesem Gebiet werden ständig aktualisiert. Das virtuelle Institut vereinigt Fachkenntnisse aus der Materialphysik, Elektromagnetik, Optik, Funktechnik und Elektronik. Dadurch kann das Metamorphose-Projekt dazu beitragen, Europa in der vordersten Reihe des neuen fachübergreifenden Gebiets der spannenden Metamaterialien zu platzieren.

MetaMaterials ORganized for radio, millimeter wave, and PHOtonic Superlattice Engineering

Die Manipulation von Licht mit "Metamaterial"

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