Home / Financije / Domaća pamet razvija metamaterijale

Domaća pamet razvija metamaterijale

Godine 2000. na Fakultetu elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu razvijena je prva hrvatska umjetna elektromagnetska struktura ’metamaterijal’. Razvijeni prototip radio je u mikrovalnom području i njegova proizvodnja stajala je svega nekoliko desetaka kuna, što je hrvatske znanstvenike svrstalo uz bok najvećim svjetskim istraživačima u području primijenjenog elektromagnetizma.

Metamaterijali su prostorni nizovi minijaturnih antena koje oponašaju atome u običnim materijalima, no na vrlo neobičajen način. Zato je s pomoću metamaterijala moguće stvoriti uređaje i sustave sa svojstvima koja se nikada ne bi mogla postići prirodnim materijalima. Karakterističan primjer je plašt pomoću kojega val ’zaobilazi’ proizvoljni objekt i on postaje ’nevidljiv’. Osim vojnih primjena, takav plašt mogao bi se rabiti za otklanjanje utjecaja neželjenih prepreka poput drveća i kuća za bežične komunikacijske mreže. Na temelju sličnog načela trenutačno se vrlo aktivno istražuje ’seizmički plašt’, koji bi se koristio preusmjeravanjem seizmičkih valova.

Prvi metamaterijal nastao je u Sjedinjenim Američkim Državama u svibnju 2000., a kreirao ga je istraživački tim na Kalifornijskom sveučilištu San Diego. To otkriće iz temelja je promijenilo elektromagnetizam i inženjerstvo.

Antena je jedini element elektroničkih komunikacijskih sustava koji do sada nije miniaturiziran. FER-ovci su na dobrome putu da riješe i taj problem. Dizajnirali su antenu koja je mnogo kraća od sadašnjih upravo zahvaljujući metamaterijalu.

Samo dva mjeseca nakon otkrića, na zagrebačkom Fakultetu elektrotehnike i računarstva (FER-u), pod vodstvom prof. dr. sc. Silvija Hrabara nastao je i hrvatski metamaterijal. Istraživanje je slijedilo nakon što su istraživači s FER-a pročitali novinarsku objavu Sveučilišta u San Diegu da će američki znanstvenici uskoro predstaviti metamaterijale. Tako je Hrabar kontaktirao američke autore, koji su mu poslali primjerak svojeg članka. Nakon pročitanog članka, odlučio je pokušati konstruirati sličnu strukturu i to u okviru studentskog diplomskog zadatka. Budući da na početku istraživanja domaći znanstvenici nisu imali na raspolaganju velika materijalna sredstva poput američkih kolega, nije im preostalo drugo nego da budu kreativni s onime što imaju. – Odlučili smo ručno obraditi nekoliko stotina običnih podložnih pločica, koje smo zatim kombinirali sa standardnim žicama za električne instalacije. Tako načinjena struktura pokazala je elektromagnetska svojstva vrlo slična metamaterijalu iz San Diega. Dakle, za svega nekoliko desetaka kuna, napravljen je metamaterijal koji je hrvatske znanstvenike svrstao uz bok najvećim svjetskim istraživačima u području primijenjenog elektromagnetizma – prisjeća se Hrabara.

Spomenuti diplomski rad označio je i početak rada FER-ova laboratorija za metamaterijale koji djeluje pod vodstvom profesora Silvija Hrabara. Danas je tim tog laboratorija, unatoč oskudnim financijskim sredstvima, vrlo priznat i nalazi se među najboljim eksperimentalnim grupama za metamaterijale u svijetu. Tim već godinama vrlo aktivno surađuje s mnogim sveučilištima i tvrtkama u Europi, Aziji i SAD-u. Nakon što su izradili prvi metamaterijal, FER-ovci su 2005. konstruirali i prvi subvalni radiofrekvencijski rezonator na svijetu. Nadalje, 2007. na FER-u je konstruirana skalarana replika nanoplasmoničkoga kuglastog rezonatora, a 2010. izrađen je i prvi prototip aktivnoga širokopojasnog metamaterijala na svijetu.

Inženjeri i fizičari uzbuđeni su zbog mogućnosti da se stvore metamaterijali, koji mogu imati gotovo magijska svojstva. Ipak, još nema mnogo primjera praktične primjene metamaterijala. – Uzrok sporog napretka su temeljna fizikalna ograničenja: neobičajna i neintuitivna svojstva klasičnih metamaterijala javljaju se samo unutar vrlo uskoga frekvencijskog pojasa. S druge strane, većina današnjih mobilnih i satelitskih komunikacija, bežični internet i navigacijski sustavi rabe široke…