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Liquid-Metal-Enabled Flexible Metasurface with Self-Healing Characteristics
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-03-08 , DOI: 10.1002/admi.202102141 Arkadeep Mitra 1 , Kevin Xu 2 , Sachin Babu 1 , Jun H. Choi 2 , Jeong‐Bong Lee 1
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-03-08 , DOI: 10.1002/admi.202102141 Arkadeep Mitra 1 , Kevin Xu 2 , Sachin Babu 1 , Jun H. Choi 2 , Jeong‐Bong Lee 1
Affiliation
A flexible self-healing metasurface using gallium-based liquid metal encapsulated in polydimethylsiloxane (PDMS) operating in the X-band (8–12 GHz) is reported. A band-stop metasurface with center frequency at 9.82 GHz is designed using floating patches surrounding the respective end cap of a Jerusalem cross. A large-scale (up to 10 × 10 array) metasurface is patterned in PDMS and a rapid manufacturing method of vacuum filling using ultra-low pressure is used to yield parallel encapsulation of liquid metal in PDMS. The fabricated metasurface is physically flexible and its flexibility is repeatedly tested for bendability, stretchability (up to ≈89.13%), twistability, and foldability. Transmission characteristics of the flexible metasurface are measured in waveguide and free-space environments and it is found that the band-stop center frequency agrees well with the design. The flexible metasurface also is tested for its repairability and self-healing characteristics. The metasurface is partially or fully cut at certain part and the partial/full cut part of the metasurface is repaired by applying external pressure or using Kapton tape/UV glue. Those repaired metasurfaces show restoration of original transmission characteristics with minimal shift in frequency and magnitude.
中文翻译:
具有自愈特性的液态金属柔性超表面
报道了使用封装在聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 中的镓基液态金属在 X 波段 (8-12 GHz) 中运行的柔性自修复超表面。中心频率为 9.82 GHz 的带阻超表面是使用围绕耶路撒冷十字架各自端盖的浮动贴片设计的。在 PDMS 中图案化大规模(高达 10 × 10 阵列)超表面,并使用超低压真空填充的快速制造方法在 PDMS 中产生液态金属的平行封装。制造的超表面在物理上是柔韧的,并且它的柔韧性反复测试了可弯曲性、拉伸性(高达 ≈89.13%)、可扭曲性和可折叠性。在波导和自由空间环境中测量了柔性超表面的传输特性,发现带阻中心频率与设计非常吻合。还测试了柔性超表面的可修复性和自愈特性。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。
更新日期:2022-03-08
中文翻译:
具有自愈特性的液态金属柔性超表面
报道了使用封装在聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 中的镓基液态金属在 X 波段 (8-12 GHz) 中运行的柔性自修复超表面。中心频率为 9.82 GHz 的带阻超表面是使用围绕耶路撒冷十字架各自端盖的浮动贴片设计的。在 PDMS 中图案化大规模(高达 10 × 10 阵列)超表面,并使用超低压真空填充的快速制造方法在 PDMS 中产生液态金属的平行封装。制造的超表面在物理上是柔韧的,并且它的柔韧性反复测试了可弯曲性、拉伸性(高达 ≈89.13%)、可扭曲性和可折叠性。在波导和自由空间环境中测量了柔性超表面的传输特性,发现带阻中心频率与设计非常吻合。还测试了柔性超表面的可修复性和自愈特性。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。超表面在某些部分被部分或完全切割,超表面的部分/全部切割部分通过施加外部压力或使用 Kapton 胶带/UV 胶水进行修复。那些修复的超表面显示出原始传输特性的恢复,频率和幅度的变化最小。