Metaflex, otro avance hacia la invisibilidad
Unos investigadores de la Universidad de St. Andrews han creado unas hojas de metamaterial flexible capaces de manipular la luz visible.
"Se trata de un avance muy importante", afirma Steven Cummer, profesor de ingeniería eléctrica e ingeniería informática de la Universidad Duke e inventor de la primera capa de invisibilidad basada en metamateriales.
"Sabemos cómo fabricar muchas de estas cosas para frecuencias de ondas de radio, pero a las longitudes de onda ópticas, nos hemos encontrado con muchas limitaciones de fabricación."
Los metamateriales permiten a los investigadores manipular ondas electromagnéticas más allá de los límites de lo que la física permite en los materiales naturales. Aparte de prometedoras y mejores células solares y lentes de microscopio de alta resolución, los metamateriales también se han utilizado para crear las llamadas capas de invisibilidad, en las que las ondas electromagnéticas se doblan alrededor de un objeto como si simplemente no estuviera allí.
Sin embargo, los metamateriales tienen que ser construidos a partir de elementos más pequeños que la longitud de onda de la radiación electromagnética manipulada. Esto significa que las capas de invisibilidad (y la mayoría de los dispositivos de metamateriales en general) sólo funcionarán con longitudes de onda más largas que las que se encuentran en la luz visible, tales como las frecuencias de radio y de microondas.
Los metamateriales diseñados para trabajar con longitudes de onda ópticas se construyen sobre sustratos rígidos y frágiles, y como resultado han sido confinados a los laboratorios.
El nuevo metamaterial, llamado Metaflex, se fabrica sobre un sustrato rígido. En este sustrato se deposita una primera capa de sacrificio del material para impedir que se le adhieran las capas posteriores. A continuación, encima de él se coloca una hoja de un polímero plástico flexible y transparente. Entonces, un proceso litográfico, similar al utilizado para fabricar chips de silicio, graba un entramado de barras de oro, cada una entre 100 y 200 nanómetros de largo y de un espesor de 40 nanómetros, en la parte superior del polímero. (Estas barras actúan como "nanoantenas" que interactúan con las ondas electromagnéticas entrantes.) Finalmente, el material Metaflex es bañado en una sustancia química que libera el polímero de la capa inferior y del sustrato rígido.
Al variar la longitud y el espacio entre las nanoantenas, el Metaflex puede ser ajustado para interactuar con luz de diferentes longitudes de onda. Las hojas simples probadas por los investigadores simplemente bloquearon una porción de un haz de luz incidente de longitudes de onda específicas, pero esto es suficiente para demostrar que el Metaflex es un metamaterial que funciona. Los investigadores de la Universidad de St. Andrew probaron longitudes de onda de tan sólo 620 nanómetros (correspondiente al color rojo).
Hasta este momento, los investigadores han producido hojas flexibles de hasta cinco por ocho milímetros y de tan sólo cuatro micrómetros de espesor. Mientras que una muestra del tamaño de una uña puede parecer pequeña, representa un gran paso adelante frente a las dimensiones microscópicas de otros metamateriales ópticos. Los científicos de la Universidad de St. Andrew están seguros de que el Metaflex puede ser producido en tamaños más grandes y en grandes volúmenes. "Es totalmente escalable a nivel industrial", afirma Andrea Di Falco, el autor principal de un artículo que describe el material publicado ayer en el New Journal of Physics.
