超材料是一项新的新兴技术，具有重塑我们对我们这个物理世界中不可能的观点的巨大潜力。释放奥秘并克服与超材料相关的障碍将导致一系列技术进步，即使是最想象中的个人也是不可能的。From making computer chips smaller and faster than the most advanced current ones, to protecting structures from earthquakes, to developing imaging technology that doesn’t harm tissue (to replace x-rays), all the way to cloaking (also known as invisibility), the applications of metamaterials are exciting and boundless. However, the structures of metamaterials are enormously complicated, and in each area, there are significant obstacles to overcome. COMSOL Multiphysics has been used in research to solve the problems associated with these applications.
超出X射线的成像
成像技术广泛用于医疗和安全领域。我们所有人都在医生或牙医的办公室里进行了X射线检查，不得不戴上铅覆盖以保护自己。机场安全是旅行者的主要问题，筛查过程可能会有所改进。在超材料的帮助下，Terahertz（THZ）成像可能变得司空见惯。这种成像技术优于当前方法，因为它可以穿透非金属材料而不会损害组织或DNA。来自加利福尼亚州蒙特雷的海军研究生院（NPS）的Gamani Karunasiri教授领导的传感器研究实验室的研究人员Fabio Alves一直在研究这项技术，以改善它并可用于广泛使用。他们一直在开发Metafilm（基于超材料的薄膜），以实现较便宜的成像设备。
与THZ敏感元素集成的双材料传感器的COMSOL模拟（变形分析）。中心中的元中心吸收THZ并将热量转移到与吸收辐射成比例弯曲的多重腿。可以使用光学读数访问弯曲量。图像由法比奥·阿尔维斯（Fabio Alves），传感器研究实验室，海军研究生院，蒙特雷，加利福尼亚州。
超材料：现实还是科幻小说？
有了当今的科学家，很难从另一个科学家那里分辨。可能是超材料的最令人兴奋和宣传的应用是掩饰和隐形。由戴维·R·史密斯（David R. Smith）领导的杜克大学超材料和集成等离子间中心（CMIP）是超材料和掩盖研究的领导者。他们甚至在主流书籍中曾出现过理论物理学家Michio Kaku的“不可能的物理学”。通过对超材料主题的研究，他们得出的结论是，在使用超材料时，模拟是必不可少的工具。这是由于超材料的任意，不均匀，时间依赖性和非线性电磁特性所致。
Comsol的主要功能之一将其与竞争对手区分开来是其灵活性和多功能性。没有分析模型可以解释和说明与超材料发生的所有相互作用。Comsol允许他们同时使用几个自由度建模，更改和添加方程式，指定给定的背景字段并将其用作激发，并以数值优化其结果。杜克大学的Yaroslav Urzhumov补充说：“至于我个人，我完全在Comsol模拟中发现这些斗篷可以在短波长度的限制下表现出色。”
流体动力斗篷：一种消除唤醒的多孔超材料壳。设计和建模使用comsol地下流和优化模块。图像由北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的超材料和集成等离子体学中心Yaroslav Urzhumov提供。
要了解有关这些开创性技术的研究和背景的更多信息，以及在应用程序中的确切用法IEEE多物理插入。
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