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Mar 18, 2023

Uma Máquina de Trefilação Automática para Produção de Metamateriais de Papel

Os metamateriais são descritos como materiais compósitos criados sinteticamente cuja

Os metamateriais são descritos como materiais compósitos criados sinteticamente cujas microestruturas estruturadas, em vez dos componentes químicos dos materiais, determinam suas propriedades. Em outras palavras, são materiais de engenharia com propriedades que não são encontradas na natureza. Pesquisadores da Universidade de Nanjing capitalizaram essas propriedades projetando uma máquina de desenho automática que usa canetas e lápis para transferir metamateriais para o papel.

Um novo artigo dessa equipe descreve sua nova técnica, que usa uma caneta esferográfica com tinta condutora para desenhar condutores e lapiseiras para desenhar resistores e filmes resistivos. Estes foram incorporados a uma máquina de desenho controlada por computador que torna o processo de deposição mais automático com maior precisão. "Embora os metamateriais baseados em papel tenham sido feitos anteriormente usando a tecnologia de impressão a jato de tinta, nossa técnica de desenho é de menor custo, mais simples e mais flexível", explica o líder da equipe de pesquisa, Junming Zhao. “Nosso método pode ser útil para fazer antenas e metalenses reconfiguráveis, bem como dispositivos metamateriais que absorvem energia eletromagnética incidente de telefones celulares ou outras fontes”.

A máquina é equipada com três motores de passo, dois dos quais são usados ​​para mover a caneta ou lápis no plano horizontal, e o terceiro é usado para levantar ou abaixar o instrumento de escrita no plano vertical. Um computador regula as características da máquina de desenho, incluindo a velocidade de movimento, muito parecido com uma máquina CNC. Usando essas canetas de tinta condutora e lápis de grafite, os pesquisadores criaram três materiais baseados em papel, incluindo um conversor de polarização, um absorvedor e uma metasuperfície de codificação conforme, empregando sua técnica de desenho exclusiva.

Eles demonstraram que o conversor de polarização pode girar a polarização linear em 90° entre 3,1 e 6,6 GHz com uma eficiência de conversão de mais de 90%. O absorvedor pesava apenas 58,3 g e tinha 90% de absortividade entre 2,1 GHz e 10,5 GHz, enquanto a metasuperfície foi desenvolvida para redução da seção transversal do radar, técnica de ocultação do sinal do radar em navios e aeronaves utilizada pelos militares.