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Cientistas 'desvendam' como o efeito de invisibilidade poderia ser atingido
Cientistas 'desvendam' como o efeito de invisibilidade poderia ser atingido
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Em conjunto com cientistas de outros países, pesquisadores russos apontaram, com base em pesquisa de 15 anos, os métodos em que pensaram para conseguir uma... 15.12.2022, Sputnik Brasil
2022-12-15T10:08-0300
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Cientistas russos da Universidade Politécnica de Tomsk (TPU, na sigla em russo) desenvolveram em conjunto com pesquisadores da Coreia do Sul, Quirguistão e Turquia uma fórmula para criar um efeito de invisibilidade óptica multidirecional, revelam resultados do estudo publicados na revista Nanomaterials.O fenômeno óptico de "invisibilidade" acontece quando a onda eletromagnética incidente sobre o objeto mantém suas propriedades de amplitude e fase após passar através do objeto. Os efeitos da difração, refração e dispersão de ondas costumam impedir que isso ocorra. Para que tal aconteça, o campo atrás da parte sombra do objeto a ser tornado "invisível" deve ser reconstruído e corrigido para coincidir com a onda incidente.Durante a pesquisa foi usado um meio completamente dielétrico que esconde o material ou objeto metálico de uma onda plana cadente. Desde o trabalho pioneiro realizado há 15 anos nesta área por Ulf Leonhardt e John Pendry, os cientistas têm proposto vários conceitos físicos diferentes para a construção de materiais e superfícies ópticas "invisíveis", disse Igor Minin, professor do Departamento de Engenharia Eletrônica da Escola de Engenharia Não Destrutiva e Segurança da TPU."[...] Estudamos uma abordagem baseada no projeto de uma estrutura especial, totalmente dielétrica feita a partir de um conjunto de 'células' elementares, de tamanho significativamente menor do que o comprimento da onda, que circunda totalmente o objeto. Os parâmetros efetivos de tal estrutura foram escolhidos de modo que o campo em sua parte sombra praticamente coincide com o campo incidente, ou seja, a onda eletromagnética 'não vê' o objeto metálico escondido", detalhou Minin.A "capa" desenvolvida consiste em ácido poliláctico (ou PLA), um polímero termoplástico biodegradável com baixas perdas e baixa constante dielétrica. Este material dielétrico é amplamente utilizado na tecnologia de impressão tridimensional de aditivos.A pesquisa foi baseada na modelagem utilizando a solução das equações tridimensionais de Maxwell, seguida pela validação experimental na faixa de micro-ondas, usando o efeito de escalabilidade. Segundo Igor Minin, os efeitos registrados podem ser usados para criar vários sensores que, se integrados ao meio em estudo, não causam distorções de campo e não afetam os resultados das medições.A equipe de pesquisa colocou como seu próximo objetivo expandir as capacidades do método e otimizar suas características.
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Cientistas 'desvendam' como o efeito de invisibilidade poderia ser atingido
Em conjunto com cientistas de outros países, pesquisadores russos apontaram, com base em pesquisa de 15 anos, os métodos em que pensaram para conseguir uma invisibilidade óptica.
Cientistas russos da Universidade Politécnica de Tomsk (TPU, na sigla em russo) desenvolveram em conjunto com pesquisadores da Coreia do Sul, Quirguistão e Turquia uma fórmula para criar um efeito de invisibilidade óptica multidirecional,
revelam resultados do estudo publicados na revista Nanomaterials.
O fenômeno óptico de "invisibilidade" acontece quando a onda eletromagnética incidente sobre o objeto mantém suas propriedades de amplitude e fase após passar através do objeto. Os efeitos da difração, refração e dispersão de ondas costumam impedir que isso ocorra. Para que tal aconteça, o campo atrás da parte sombra do objeto a ser tornado "invisível"
deve ser reconstruído e corrigido para coincidir com a onda incidente.
Durante a pesquisa foi usado um meio completamente dielétrico que esconde o material ou objeto metálico de uma onda plana cadente. Desde o trabalho pioneiro realizado há 15 anos nesta área por Ulf Leonhardt e John Pendry, os cientistas têm proposto vários conceitos físicos diferentes para a construção de materiais e superfícies ópticas "invisíveis", disse Igor Minin, professor do Departamento de Engenharia Eletrônica da Escola de Engenharia Não Destrutiva e Segurança da TPU.
6 de dezembro 2022, 12:09
"[...] Estudamos uma abordagem baseada no projeto de uma estrutura especial, totalmente dielétrica feita a partir de um conjunto de 'células' elementares, de tamanho significativamente menor do que o comprimento da onda, que circunda totalmente o objeto. Os parâmetros efetivos de tal estrutura foram escolhidos de modo que o campo em sua parte sombra praticamente coincide com o campo incidente, ou seja, a onda eletromagnética 'não vê' o objeto metálico escondido", detalhou Minin.
A "capa" desenvolvida consiste em ácido poliláctico (ou PLA), um polímero termoplástico biodegradável com baixas perdas e baixa constante dielétrica. Este material dielétrico é amplamente utilizado na tecnologia de impressão tridimensional de aditivos.
"A vantagem e novidade do esquema proposto é que, ao contrário dos métodos ópticos transformadores, que exigem o uso de materiais artificiais
não disponíveis na natureza, nossa abordagem se baseia no uso de materiais dielétricos amplamente disponíveis. Usando esta abordagem, foi desenvolvida uma estrutura para criar um efeito de invisibilidade que garante sua 'ocultação' eletromagnética de diferentes direções", explicou o acadêmico da TPU.
A pesquisa foi baseada na modelagem utilizando a solução das equações tridimensionais de Maxwell, seguida pela validação experimental na faixa de micro-ondas, usando o efeito de escalabilidade. Segundo Igor Minin, os efeitos registrados podem ser usados para criar vários sensores que, se integrados ao meio em estudo, não causam distorções de campo e não afetam os resultados das medições.
A equipe de pesquisa colocou como seu próximo objetivo expandir as capacidades do método e
otimizar suas características.
