超材料
關注創建者：葉先森 創建時間：2015-12-22
超材料的視頻教程
CST超表面材料仿真實戰
適用于在讀微波、太赫茲、光學人工合成復合超表面材料研究的研究生、本科生，以及從事軍品整流罩、天線罩、吸波尖劈等行業設計人員； 課程對超材料主流的頻率選擇表面、高阻抗表面、理想吸收體、極化轉化器、輻射表面、波前控制表面、非線性超表面做了講解，并著重對極化轉換類超材料做展開，在石墨烯課程中講解了相位梯度、波束形成、吸波體、EIT等學術熱門分類 課程以理論和仿真為主，對近期的SCI原刊做內容講解和一步步的仿真演示
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橡膠及泡棉類超彈性材料_力學仿真方法介紹(ABAQUS)
視頻主題: 橡膠及泡棉類材料的超彈性力學仿真方法介紹 作者: 櫛比鱗臻 北京大學力學系 博士后 視頻主要介紹了超彈性力學行為的仿真建模方法，也就是對于橡膠及泡棉類材料，如何建立函數關系，用于描述應力與應變、溫度、時間、循環載荷歷程等因素之間的聯系。同時，也會介紹利用ABAQUS的進行超彈性材料的力學仿真，在設置和操作中應該注意哪些事項。
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超材料的實例教程
超材料超透鏡：淺色區域為黃金，深色為PMMA超材料
對于超材料在生物醫療領域的應用，國內研究者和研究機構也已在展開探索，如2011年，深圳光啟高等理工研究院揭牌成立了“超材料技術生物醫療應用工程實驗室”。
隨著超材料領域研究和應用的深化，超材料能否引領生物醫療領域的顛覆性變革，讓我們拭目以待。
來源：根據科技日報、材料館、戰略前沿技術
在過去的十幾年內，研究者們提出了一系列基于法諾共振超材料、雙曲超材料、拓撲暗點等離子體超材料以及表面增強拉曼散射超材料等來構建新型無標記光學生物傳感器（圖2），有效提高了光學生物傳感器的靈敏度和品質因數，實現了較低的濃度檢測極限。
圖2 可見光與近紅外波段超材料生物傳感器
（a）由光學“亮”偶極天線和光學“暗”四極天線組成的法諾共振超材料；（b）光柵耦合雙曲超材料；（c）能夠實現拓撲暗點的自組裝核殼等離子體超材料；（d）用于表面增強拉曼散射的開口諧振環超材料
2 中紅外波段超材料生物傳感器
中紅外光譜對應著多種生物分子的特征振動指紋。通過獲取這種振動指紋，中紅外光譜能夠以非破壞、無標簽方式提供生物分子精細的生化信息，適合于檢測、識別多種不同種類的生物分子。然而，由于中紅外波長（2~6 μm）與生物分子尺寸（<10 nm）之間的巨大尺度失配，使得振動吸收信號非常微弱。當檢測納米樣品、生物膜或表面結合分子數量較少時，中紅外光譜的檢測靈敏度較低，而采用表面增強紅外吸收可有效克服這一局限。當亞波長諧振器的諧振峰與分子振動指紋重疊時，局域增強的電場可以增強分子與諧振器之間的耦合，導致諧振頻率和強度的變化，從而提取分子指紋。這一方法已在多種金屬基超材料、石墨烯超材料和介質基超表面中實現并用于生物信息檢測（圖3）。
展開 超材料是一種人工材料，其性能取決于特定的結構設計而非化學成分。此類材料的結構往往很復雜，因此制造難度相當大。本文我們將通過數值研究探討一種能夠在靜水壓力的作用下膨脹的多孔彈性超材料（由帶空隙的單一材料制成）。
超材料與 3D 打印結合
“3D 打印”和“超材料”具有廣闊的應用前景，能夠制造定制的醫療植入物，打印房屋，應用于聲學隱形技術，是改變我們周圍世界的前沿科技潮流。
3D 打印機。圖片由 Jonathan Juursema 提供。在 CC BY-SA 3.0 許可下使用,通過 Wikimedia Commons 分享。
通過兩種技術的結合，我們可以使用直接激光寫入（direct-laser-writing，簡稱 DLW）打印來制造復雜的超材料，這種工藝對于其他制造技術而言相當困難或不可能實現。這個想法的靈感來源于德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology）和法國勃艮第弗朗什-孔泰大學（Université de Bourgogne Franche-Comté）的研究小組。他們共同研究了在穩定和靜態條件下表現出獨特的負等效壓縮性力學性能的超材料。
研究具有負等效壓縮效應的多孔彈性超材料
研究人員的多孔彈性超材料是一種人造三維復合材料，當周圍環境產生的靜水壓力增加時，將發生各向同性的膨脹。大多數天然彈性材料的反應與之相反，當周圍的靜水壓力增加時，它們的體積會變小。
海綿是一種受多孔彈性現象影響的材料。
那么為什么超材料會膨脹呢？為了回答這個問題，讓我們來觀察一下超材料。超材料由單一的普通固體成分構成，材料內為中空的三維十字結構，此結構內部的隱藏空間包含恒壓空氣。每個十字的末端都有圓形的膜片。
當周圍壓力與十字結構中的壓力不同時，膜片向內或向外彎曲。
展開 超材料是一種人工材料，其性能取決于特定的結構設計而非化學成分。此類材料的結構往往很復雜，因此制造難度相當大。本文我們將通過數值研究探討一種能夠在靜水壓力的作用下膨脹的多孔彈性超材料（由帶空隙的單一材料制成）。
超材料與 3D 打印結合
“3D 打印”和“超材料”具有廣闊的應用前景，能夠制造定制的醫療植入物，打印房屋，應用于聲學隱形技術，是改變我們周圍世界的前沿科技潮流。
3D 打印機。圖片由 Jonathan Juursema 提供。在 CC BY-SA 3.0 許可下使用,通過 Wikimedia Commons 分享。
通過兩種技術的結合，我們可以使用直接激光寫入（direct-laser-writing，簡稱 DLW）打印來制造復雜的超材料，這種工藝對于其他制造技術而言相當困難或不可能實現。這個想法的靈感來源于德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology）和法國勃艮第弗朗什-孔泰大學（Université de Bourgogne Franche-Comté）的研究小組。他們共同研究了在穩定和靜態條件下表現出獨特的負等效壓縮性力學性能的超材料。
研究具有負等效壓縮效應的多孔彈性超材料
研究人員的多孔彈性超材料是一種人造三維復合材料，當周圍環境產生的靜水壓力增加時，將發生各向同性的膨脹。大多數天然彈性材料的反應與之相反，當周圍的靜水壓力增加時，它們的體積會變小。
海綿是一種受多孔彈性現象影響的材料。
那么為什么超材料會膨脹呢？為了回答這個問題，讓我們來觀察一下超材料。超材料由單一的普通固體成分構成，材料內為中空的三維十字結構，此結構內部的隱藏空間包含恒壓空氣。每個十字的末端都有圓形的膜片。
當周圍壓力與十字結構中的壓力不同時，膜片向內或向外彎曲。
展開 超材料是一種人工材料，其性能取決于特定的結構設計而非化學成分。此類材料的結構往往很復雜，因此制造難度相當大。在文本中，我們將通過數值研究探討一種能夠在靜水壓力的作用下膨脹的多孔彈性超材料（由帶空隙的單一材料制成）。
超材料與 3D 打印結合
“3D 打印”和“超材料”是“COMSOL 文章”版塊的兩個熱門話題。它們具有廣闊的應用前景，能夠制造定制的醫療植入物，打印房屋，應用于聲學隱形技術，是改變我們周圍世界的前沿科技潮流。
3D 打印機。圖片由 Jonathan Juursema 提供。在 CC BY-SA 3.0 許可下使用,通過 Wikimedia Commons 分享。
通過兩種技術的結合，我們可以使用直接激光寫入（direct-laser-writing，簡稱 DLW）打印來制造復雜的超材料，這種工藝對于其他制造技術而言相當困難或不可能實現。這個想法的靈感來源于德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology）和法國勃艮第弗朗什-孔泰大學（Université de Bourgogne Franche-Comté）的研究小組。他們共同研究了在穩定和靜態條件下表現出獨特的負等效壓縮性力學性能的超材料。
研究具有負等效壓縮效應的多孔彈性超材料
研究人員的多孔彈性超材料是一種人造三維復合材料，當周圍環境產生的靜水壓力增加時，將發生各向同性的膨脹。大多數天然彈性材料的反應與之相反，當周圍的靜水壓力增加時，它們的體積會變小。
海綿是一種受多孔彈性現象影響的材料。
那么為什么超材料會膨脹呢？為了回答這個問題，讓我們來觀察一下超材料。超材料由單一的普通固體成分構成，材料內為中空的三維十字結構，此結構內部的隱藏空間包含恒壓空氣。每個十字的末端都有圓形的膜片。
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10/14 | Ansys高校系列專題：仿真進課堂－創新在科研——Ansys射頻電磁專場
講師簡介：
曹根林 | Ansys 主任應用工程師
主題簡介：為推動高校電磁仿真教學、提升學生科研創新能力，本次報告聚焦“仿真在課堂，創新在科研”主題，重點介紹Ansys HFSS軟件新功能與教育應用全景，分享其在高校教學及某超材料陣列項目中的實踐案例
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創建一個靜力結構分析系統。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖1所示。
圖 1.
什么是表面等離子體光子學超材料？
超材料（metamaterial）是一種呈現出天然材料所不具備的超常物理性質的復合材料。超材料的特性源于其獨特的尺寸、形狀、幾何結構和方向，使其能夠以新的有利方式彎曲、阻止、吸收或增強電磁波。超材料以重復模式排列，大小尺度小于其作用的波長。
在表面等離子體光子學超材料中，表面等離子體為這些材料賦予了獨特的屬性。
這款熱像儀尤其適用于熔融金屬、超高溫材料的溫度分析，以及近紅外（NIR）和二氧化碳（CO2）激光加工等苛刻應用。
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面向耐久性預測的材料測試體系
☆ END ☆
在橡膠產品的設計與仿真中，仿真結果的可靠性，首先取決于輸入的材料模型是否準確。一個僅基于單軸拉伸數據構建的模型，可能嚴重偏離材料在多軸真實受力下的行為，導致剛度、壽命等性能預測錯誤或設計過度保守。
我們提供的系統化測試服務，旨在通過一系列標準試驗，完整刻畫橡膠材料在各種變形模式下的力學響應，為您構建高保真度的仿真模型提供堅實的數據基礎。
全面的超彈本構關系
在橡膠類超彈性材料的力學特性表征中，等雙軸拉伸測試是構建精確本構模型的核心試驗之一。
長期以來，傳統周向夾持（傳統16爪式）裝置被廣泛使用，但其技術局限也逐漸在工程實踐中顯現。本文將從專業角度，對比新興的充氣式等雙軸拉伸技術，并重點探討測試應變范圍的提升如何直接影響結構仿真的可靠性。
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超材料（metamaterial）是一種呈現出天然材料所不具備的超常物理性質的復合材料。超材料的特性源于其獨特的尺寸、形狀、幾何結構和方向，使其能夠以新的有利方式彎曲、阻止、吸收或增強電磁波。超材料以重復模式排列，大小尺度小于其作用的波長。
在表面等離子體光子學超材料中，表面等離子體為這些材料賦予了獨特的屬性。
這些所謂的超材料的模擬技術有其自身的挑戰，主要是由于納米級的結構和高折射率對比。光學建模和設計軟件VirtualLab Fusion在單一平臺上提供的極其靈活且可以交互的建模技術，使我們在該場景下也可以調整仿真的速度-精度平衡，以獲得盡可能快的、并且準確的所需結果。
請看下面鏈接的使用案例，一個展示基于亞波長柱狀結構的超透鏡設計的例子。
</p><h3><strong>定義橡膠超彈性材料</strong></h3><p>進入properties 模塊，然后Create Material →Mechanical→elastic→hyperelastic，材料類型選擇Isotropic，Input source選擇 Test data ，并在Test Data下依次輸入單軸實驗、雙軸實驗和平面剪切實驗數據。
