MétamatériauEn physique, en électromagnétisme, le terme métamatériau désigne un matériau composite artificiel qui présente des propriétés électromagnétiques qu'on ne retrouve pas dans un matériau naturel. Il s'agit en général de structures périodiques, diélectriques ou métalliques, qui se comportent comme un matériau homogène n'existant pas à l'état naturel. Il existe plusieurs types de métamatériaux en électromagnétisme, les plus connus étant ceux susceptibles de présenter à la fois une permittivité et une perméabilité négatives.
Metamaterial antennaMetamaterial antennas are a class of antennas which use metamaterials to increase performance of miniaturized (electrically small) antenna systems. Their purpose, as with any electromagnetic antenna, is to launch energy into free space. However, this class of antenna incorporates metamaterials, which are materials engineered with novel, often microscopic, structures to produce unusual physical properties. Antenna designs incorporating metamaterials can step-up the antenna's radiated power.
SuperlentilleUne superlentille est une lentille optique élaborée avec des métamatériaux et permettant de distinguer des détails jusqu'à vingt fois inférieurs à la longueur d'onde d'utilisation. Une lentille classique est dite « limitée par la diffraction », c'est-à-dire que l'image la plus petite que l'on pourra obtenir sera toujours une tache d'Airy et donc possède un diamètre dépendant du diamètre de la lentille et de la longueur d'onde d'utilisation, limitant l'utilisation de lentilles classiques en verre optique à l'observation d'objet de quelques centaines de nanomètres.
Métamatériaux acoustiquesLes métamatériaux acoustiques sont des matériaux artificiels développés pour contrôler et manipuler les ondes acoustiques pouvant se propager dans des gaz, des liquides ou des solides. Initialement, ce domaine d'étude provient de la recherche de matériaux à indice de réfraction négatifs. Le contrôle des différentes formes d'ondes acoustiques ainsi générées est principalement réalisé grâce au contrôle du module d'élasticité β, de la densité ρ, ou de la .
Negative-index metamaterialNegative-index metamaterial or negative-index material (NIM) is a metamaterial whose refractive index for an electromagnetic wave has a negative value over some frequency range. NIMs are constructed of periodic basic parts called unit cells, which are usually significantly smaller than the wavelength of the externally applied electromagnetic radiation. The unit cells of the first experimentally investigated NIMs were constructed from circuit board material, or in other words, wires and dielectrics.
Metamaterial cloakingMetamaterial cloaking is the usage of metamaterials in an invisibility cloak. This is accomplished by manipulating the paths traversed by light through a novel optical material. Metamaterials direct and control the propagation and transmission of specified parts of the light spectrum and demonstrate the potential to render an object seemingly invisible. Metamaterial cloaking, based on transformation optics, describes the process of shielding something from view by controlling electromagnetic radiation.
Photonic metamaterialA photonic metamaterial (PM), also known as an optical metamaterial, is a type of electromagnetic metamaterial, that interacts with light, covering terahertz (THz), infrared (IR) or visible wavelengths. The materials employ a periodic, cellular structure. The subwavelength periodicity distinguishes photonic metamaterials from photonic band gap or photonic crystal structures. The cells are on a scale that is magnitudes larger than the atom, yet much smaller than the radiated wavelength, are on the order of nanometers.
Tunable metamaterialA tunable metamaterial is a metamaterial with a variable response to an incident electromagnetic wave. This includes remotely controlling how an incident electromagnetic wave (EM wave) interacts with a metamaterial. This translates into the capability to determine whether the EM wave is transmitted, reflected, or absorbed. In general, the lattice structure of the tunable metamaterial is adjustable in real time, making it possible to reconfigure a metamaterial device during operation.
Plasmonic metamaterialA plasmonic metamaterial is a metamaterial that uses surface plasmons to achieve optical properties not seen in nature. Plasmons are produced from the interaction of light with metal-dielectric materials. Under specific conditions, the incident light couples with the surface plasmons to create self-sustaining, propagating electromagnetic waves known as surface plasmon polaritons (SPPs). Once launched, the SPPs ripple along the metal-dielectric interface. Compared with the incident light, the SPPs can be much shorter in wavelength.
Chiralité (chimie)Le concept de la chiralité existe également dans d'autres domaines. En chimie, un composé est dit chiral (du grec χείρ : la main) s'il n'est pas superposable à son image dans un miroir plan. Il existe un certain nombre de raisons pour lesquelles une molécule peut être chirale : la présence d'un ou plusieurs centres asymétriques (sauf certaines conditions particulières de symétrie) ; une forme en hélice ; un plan de chiralité. Énantiomérie Si une molécule est chirale, elle possède au moins deux formes dites énantiomères qui se différencient par une configuration absolue opposée.
ChiralitéLa chiralité (du grec χείρ, kheir : main) est une importante propriété reliant les notions de symétrie et d'orientation, intervenant dans diverses branches de la science. Un objet ou un système est appelé chiral s’il n'est pas superposable à son image dans un miroir. Cet objet et son image miroir constituent alors deux formes différentes qualifiées d'énantiomorphes (du grec formes opposées) ou, en se référant à des molécules, des conformations spatiales « gauches » et « droites » appelées énantiomères dotés d'une asymétrie moléculaire tridimensionnelle.
History of metamaterialsThe history of metamaterials begins with artificial dielectrics in microwave engineering as it developed just after World War II. Yet, there are seminal explorations of artificial materials for manipulating electromagnetic waves at the end of the 19th century. Hence, the history of metamaterials is essentially a history of developing certain types of manufactured materials, which interact at radio frequency, microwave, and later optical frequencies.
Seismic metamaterialA seismic metamaterial, is a metamaterial that is designed to counteract the adverse effects of seismic waves on artificial structures, which exist on or near the surface of the earth. Current designs of seismic metamaterials utilize configurations of boreholes, trees or proposed underground resonators to act as a large scale material. Experiments have observed both reflections and bandgap attenuation from artificially induced seismic waves.
RésonanceLa résonance est un phénomène selon lequel certains systèmes physiques (électriques, mécaniques) sont sensibles à certaines fréquences. Un système résonant peut accumuler une énergie, si celle-ci est appliquée sous forme périodique, et proche d'une fréquence dite « fréquence de résonance ». Soumis à une telle excitation, le système va être le siège d'oscillations de plus en plus importantes, jusqu'à atteindre un régime d'équilibre qui dépend des éléments dissipatifs du système, ou bien jusqu'à une rupture d'un composant du système.
Chiral mediaThe term chiral ˈkaɪrəl describes an object, especially a molecule, which has or produces a non-superposable mirror image of itself. In chemistry, such a molecule is called an enantiomer or is said to exhibit chirality or enantiomerism. The term "chiral" comes from the Greek word for the human hand, which itself exhibits such non-superimposeability of the left hand precisely over the right. Due to the opposition of the fingers and thumbs, no matter how the two hands are oriented, it is impossible for both hands to exactly coincide.
Transformation opticsTransformation optics is a branch of optics which applies metamaterials to produce spatial variations, derived from coordinate transformations, which can direct chosen bandwidths of electromagnetic radiation. This can allow for the construction of new composite artificial devices, which probably could not exist without metamaterials and coordinate transformation. Computing power that became available in the late 1990s enables prescribed quantitative values for the permittivity and permeability, the constitutive parameters, which produce localized spatial variations.
Chiralité planaireLa chiralité planaire est une forme de chiralité ne mettant pas en jeu de centre stéréogène. À ce titre, elle est de la même famille que la chiralité axiale (chiralité hélicoïdale). Pour qu'il y ait chiralité planaire, il faut que la molécule ait une partie de ses atomes dans un plan et une autre partie en dehors du plan. Il faut également que l'arrangement des atomes dans le plan respecte certaines conditions. Pour évoquer la chiralité planaire, l'IUPAC donne l'exemple du E-cyclooctène, sans toutefois définir précisément ce type de chiralité.
Asymétrie des molécules biologiquesL'asymétrie des molécules biologiques, appelée aussi homochiralité (du grec homos, « même », et cheir, « main »), désigne la propriété des molécules du monde vivant qui ont toutes la même chiralité. Les molécules chirales sont des molécules pouvant exister sous deux formes possibles. Dans le cas des constituants élémentaires du vivant, pour des raisons historiques liées à leur représentation en projection de Fischer, on distingue les énantiomères L (laevus, « gauche », ou lévogyre) et D (dexter, « droite » ou dextrogyre), de la même façon que la main gauche et la main droite sont l'image symétrique l'une de l'autre.
Chirality (mathematics)In geometry, a figure is chiral (and said to have chirality) if it is not identical to its , or, more precisely, if it cannot be mapped to its mirror image by rotations and translations alone. An object that is not chiral is said to be achiral. A chiral object and its mirror image are said to be enantiomorphs. The word chirality is derived from the Greek χείρ (cheir), the hand, the most familiar chiral object; the word enantiomorph stems from the Greek ἐναντίος (enantios) 'opposite' + μορφή (morphe) 'form'.
Résolution chiraleEn stéréochimie, la résolution chirale est la séparation des énantiomères d'une molécule chirale, c'est-à-dire le procédé de séparation d'un composé racémique en ses énantiomères. Un désavantage de la résolution chirale, comparativement à la synthèse asymétrique directe d'un des énantiomères, est qu'elle ne fournit que 50 % du même énantiomère.
