Metamaterials and their applications in biomedical engineering

Metamalzemeler, dar bir rezonans bandında kendine özgü davranışlar sergileyen dalga boyu altıyapılarıdır. Bu tür cihazların özellikleri, ilgilenilen uygulamaya göre tasarlanabilir ve ayarlanabilir. Bu yapıların dar bantlı rezonans doğası, onlarısensörler ve yüksek ışık-madde etkileşiminin gerektiği spektroskopi teknikleri veya çok dar bantlı Radyo Frekansı aralığında çalışan Manyetik rezonans görüntüleme gibi birçok uygulama için çok cazip hale getirmektedir. Bu çalışmada, metamalzemelerin ve metamalzeme ilhamlı yapıların yapısını ve tasarımını ve biyomedikal mühendislikteki uygulamalarını araştırmaya odaklanıyoruz. Elektromanyetik spektrumun Radyo frekansı aralığında çalışan metamalzemelerle başlayıp manyetik rezonans görüntülemede olası uygulamaları gösteriyoruz. Daha sonra, rezonansı Ultra Yüksek Frekansa çıkararak, düşük maliyetli ve etkili bir dielektrik mikroakışkan sensör olarak uygulamasını gösteriyoruz. Bunu, kağıt tabanlı ve PCB tabanlı mikroakışkanlar gibi uygun maliyeti mikroakışkan sistemleri metamalzeme tabanlı yapılarla entegre ederek gösteriyoruz. Son olarak, mikroüretim tekniklerini kullanarak, tasarımın rezonans frekansını elektronik alanın ötesine ve Terahertz frekanslarına doğru yükseltiyoruz. THz araştırmalarıbüyüdükçe, THz radyasyon için optik bileşenlere duyulan ihtiyaç artıyor. Bu şmada, resonator yapısınıdeğiştirerek yüksek kalite faktörlü Fano rezonans oluşturup, verimli bir plazmonik metamalzeme gösteriyoruz. Ardından, yapısal parametrelerin manipülasyonu ile, algılama ve yavaş ışık uygulamalarında kullanılan elektromanyetik olarak indüklenmiş şeffaflığı elde etmek için Fano rezonansını ayarlıyoruz. Bu çalışmada tanıtılan sistemler, biyomedikal mühendisliği alanında doğrudan uygulamalarıolan algılama kitlerine dönüştürülebilir.