Química

Absorción total de radiación de microondas

(NC&T) El equipo diseñó y fabricó un metamaterial que utiliza diminutos rasgos geométricos en su superficie para capturar las propiedades eléctricas y magnéticas de una microonda hasta el punto de conseguir la absorción total.

Tres cosas pueden suceder cuando la radiación electromagnética choca con un material. Puede reflejarse, como en un espejo. Puede transmitirse, como en el vidrio de una ventana. O puede ser absorbida y convertida en calor. Este nuevo metamaterial se ha diseñado para asegurar que toda la radiación electromagnética de una frecuencia específica no se refleje ni se transmita, sino que se convierta en su totalidad en calor y sea absorbida. Esto demuestra que los científicos pueden diseñar un metamaterial para que sea capaz de absorber todos los fotones de una frecuencia específica que caigan sobre su superficie.

El equipo de investigadores incluyó a Willie J. Padilla y a Nathan I. Landy, ambos del Boston College, y a David R. Smith, Soji Sajuyigbe y Jack J. Mock, de la Universidad Duke.

El grupo usó simulaciones informáticas basadas en los resultados de una investigación anterior sobre el diseño de resonadores capaces de acoplarse individualmente a campos eléctricos y magnéticos para absorber con éxito toda la radiación incidente.

Como sus elementos pueden absorber separadamente los componentes eléctricos y magnéticos de una onda electromagnética, el "metamaterial absorbente perfecto" creado por los investigadores puede serlo en un rango estrecho de frecuencias.

El metamaterial es el primero en demostrar la absorción perfecta, y a diferencia de los absorbentes convencionales, éste se construye sólo a partir de elementos metálicos, dando al material una mayor versatilidad para aplicaciones relacionadas con la recolección y detección de la radiación electromagnética.

Los diseños de metamateriales consiguen dotar a estos de nuevas propiedades más allá de los límites de sus componentes físicos por separado, y permiten producir respuestas "a la medida" para la radiación. Como el modo en que se les construye admite variaciones de escala, los metamateriales pueden operar en una porción significativa del espectro electromagnético.




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