近日，來自塔夫茨大學的工程團隊開發出了廉價的、可擴展的方法來製造超材料（metamaterials）。這種材料在與微波能量互動時表現出不尋常的方式，對電信、GPS、雷達、移動設備和醫療設備具有潛在的影響。
這種材料有時候也被稱之為“不可能的材料”，因為從理論上講，它們可以彎曲物體周圍的能量，使其看起來不可見，將能量的傳輸集中到集中的光束中，或者具有變色龍般的能力，重新配置它們對不同頻率範圍的吸收或傳輸。
今天發表在《Nature Electronics》的論文中，使用低成本的噴墨打印技術構建超材料，使該方法具有廣泛的可及性和可擴展性，同時也提供了一些好處，如能夠應用於大型可塑表面或與生物環境的接口。這也是首次證明有機聚合物可以用來對超材料的特性進行電子 “調控”。
電磁超材料和超表面–它們的二維對應物–是複合結構，以奇特的方式與電磁波相互作用。這些材料由微小的結構組成–比它們影響的能量的波長還要小–以重複的模式精心排列。這種有序的結構顯示出獨特的波互動能力，能夠設計出非常規的鏡子、透鏡和過濾器，能夠阻擋、增強、反射、傳輸或彎曲波，超越傳統材料提供的可能性。
塔夫茨大學的工程師們通過使用導電聚合物作為基底，然後噴墨打印特定的電極圖案來製造超材料，以創造微波諧振器。諧振器是通信設備中使用的重要部件，它可以幫助過濾被吸收或傳輸的能量的特定頻率。印刷的設備可以通過電調來調整調製器所能過濾的頻率範圍。
塔夫茨大學工程學院 Frank C. Doble 工程教授、創造這些材料的塔夫茨 Silklab 主任以及該研究的通訊作者 Fiorenzo Omenetto說：“我們證明了在電磁波區域操作的元表面和元設備的電調性能的能力。”與目前的元設備技術相比，我們的工作代表了有希望的一步，這些技術主要依賴於複雜和昂貴的材料和製造工藝”。
研究小組開發的調諧策略完全依賴於薄膜材料，這些材料可以通過大規模技術（如印刷和塗層）加工和沉積在各種基材上。調整基底聚合物電性能的能力使作者能夠在更廣泛的微波能量範圍內操作這些設備，並且比傳統的非金屬材料（<0.1GHz）能夠達到更高的頻率（5GHz）。