【手性新产品  11.】

（11.  左手材料的应用）

 左手材料的实现开辟了一个新的研究领域,要对表现出的新颖电磁特性进行解释,理论上需要进一步完善。目前研究仍主要集中在微波频带，以实验现象和测量分析为主。现有材料对电磁波的响应有明显的各向异性，以及存在带宽窄和损耗大等种种优缺点，因此设计新的结构和对现有的材料进行优化将是今后进一步研究的主要任务。各种新形的奇异的产品面世将是这个领域的潜在应用开发。

 随着对左手材料的制备和物理特性等研究的深入,人们也开始尝试研究开发左手材料的应用。

  1、左手材料也可以在天线领域中得到应用。利用左手材料中电磁波的反切仑科夫辐射,可以制备后向波辐射天线。

  2、微波平板聚焦透镜、带通滤波器、耦合器、宽带相移器等微波器件的应用。

  3、红外波段磁响应的实现可应用于生物安全成像、生物分子指纹识别、遥感、恶劣天气条件下的导航、微型谐振腔等。

  4、可见光波段左手材料可以制作能突破衍射极限的透镜,因而可应用于超灵敏单分子探测器,用于探测微量污染、具有危险性的生物化学药剂、血液中表征早期疾病的蛋白质分子和进行医学诊断成像等。

  5、另外利用左手材料负折射和倏逝波放大特性,可以制作集成光路里的光引导元件,有望制作出分辨率比常规光学透镜高几百倍的扁平光学透镜。

  6、左手材料也有望解决高密度近场光存储遇到的光学分辨率极限问题,制作出存储容量比现有DVD 高几个数量级的新型光学存储系统。

 目前，因红外及可见光波段左手材料的制备技术还不成熟, 所以左手材料的应用研究还集中在微波波段，特别是用在天线及射频武器领域更有独特的优势。由于空间通信与微波(射频)武器等领域对天线的要求日益提高,因此要求天线: ①具有高定向性，以确通信的保密性和高效性; ②低重量，以具有机动性、移动性和易携带性; ③具有高增益,以降低对发射系统的要求。传统天线难以达到这些要求。

 而利用左手材料对电磁波的负折射效应制作左手材料平板透镜,可以实现对天线辐射电磁波波束的汇聚,减小天线的半波瓣宽度,提高天线的方向性。另外左手材料还可替代微带天线的传统介质基板,利用其对表面波的抑制来减少边缘散射,提高天线辐射效率。由于微波段左手材料的结构单元尺寸与谐振波长之比可达1：10 ，并且可以通过电路板印刷的方式实现，因此有利于实现易共形、重量轻的高方向性天线，并将对通信和武器的发展起到巨大的推动作用。

 左手材料的奇特的电磁行为引起了众多研究者的兴趣，国内也有很多院校、研究所加入了这一研究行列，如浙江大学、中科院物理研究所、西北工业大学等。其中西北工业大学制备了六边形的SRRs，并率先研究了左手材料的缺陷效应，发现左手材料中的禁带现象，拓宽了左手材料的应用；采用电化学方法成功制备了红外波段的负磁导率材料，为该波段左手材料的实现开辟了新的途径；开展了左手材料的应用研究工作，特别是天线的应用研究,并取得了很大的进展。

                                              丰都智愚河畔环境技术工作室