Química

Metamateriales que funcionan con la luz visible

(NC&T) Costas Soukoulis, físico del Laboratorio Ames, y sus colegas en Karlsruhe, Alemania, son quienes han diseñado este nuevo material.

El descubrimiento marca un significativo paso adelante con respecto a los metamateriales existentes, que operan en las regiones del espectro correspondientes a las microondas o al infrarrojo lejano, invisibles para el ojo humano. Esos materiales fueron considerados un primer paso hacia la creación de una capa de invisibilidad.

Los metamateriales son materiales exóticos creados artificialmente que poseen propiedades ópticas no presentes en los materiales naturales. A diferencia de los materiales naturales, los metamateriales hacen posible refractar la luz con un "ángulo negativo". Esta característica de torcer la luz hacia atrás proporciona a los científicos una capacidad de control lumínico parecida a la forma en que se utilizan los semiconductores para controlar la electricidad, lo que abre una amplia gama de aplicaciones potenciales.

Algún día los metamateriales permitirán lograr el desarrollo de un tipo de superlentes planas que operen en la parte visible del espectro. Tales lentes ofrecerían una resolución superior a la que ofrecen las de tecnología convencional, capturando detalles mucho más pequeños que una longitud de onda de luz, y mejorarían inmensamente la imaginología biomédica o la de otros ámbitos. Permitirían ver el interior de una célula humana o diagnosticar una enfermedad en un feto dentro del útero materno.

El desafío que afrontan Soukoulis y otros científicos que trabajan con los metamateriales, es fabricarlos para que refracten la luz en longitudes de onda cada vez más pequeñas. El diseño en forma de "red de pesca" desarrollado por el grupo de Soukoulis y producido por los investigadores Stefan Linden y Martin Wegener en la Universidad de Karlsruhe, fue fabricado grabando una serie de agujeros en capas de plata y fluoruro de magnesio en un substrato de vidrio. Los agujeros son de aproximadamente 100 nanómetros de diámetro. Para tener un punto de comparación, un cabello humano tiene aproximadamente 100.000 nanómetros de grosor.

Los investigadores han fabricado por primera vez un metamaterial con un índice de refracción negativo de -0,6 en el extremo rojo del espectro visible. Ésta es la longitud de onda más pequeña obtenida hasta ahora.

Hasta el momento, los materiales construidos por Soukoulis y su equipo en longitudes de onda ópticas (visibles por el ojo humano) operan sólo en una dirección, pero los científicos han recorrido un largo camino en los seis años transcurridos desde que se demostraron los primeros materiales con índice de refracción negativo.


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