METAMATERIAIS

Quando criança sempre observamos desenhos animados que mostram super heróis com vários poderes, entre eles o da invisibilidade. Porém a ciência tem evoluído bastante no desenvolvimento de materiais que possibilitem a invisibilidade. Graças aos estudos da óptica quântica e o grande desenvolvimento na engenharia de materiais, surge com bastante enfase os metamateriais. 

Metamateriais são materiais produzidos artificialmente, dotados de características físicas que não são encontradas normalmente na natureza. Os metamateriais foram teorizados pela primeira vez num ensaio do físico soviético Victor Veselago, em 1967, mas durante muito tempo foram considerados impossíveis por apresentarem propriedades ópticas estranhas, tais como índice de refração negativo e efeito Doppler invertido. Foi em 2006 que pesquisadores da Universidade Duke, na Carolina do Norte, e do Imperial College, de Londres, provaram que é possível sintetizar materiais que apresentem índices de refração negativos.

Metamateriais ativos: Nanopartículas controlam luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/10/2011

A tensão aplicada pelos dois eletrodos cria um giro nemático nas moléculas de cristal líquido (azuis) ao redor de um nanobastão de ouro (vermelho). Dependendo da orientação do nanobastão, as moléculas interceptam ou deixam passar a luz polarizada.[Imagem: Link Lab/Rice University]

Metamateriais passivos

Os metamateriais permitem essencialmente que se controle as ondas - de luz ou de som - para fazer coisas impossíveis de serem feitas com materiais naturais.

Isso inclui a criação de mantos da invisibilidade, buracos no tempo,expansão do espaço, melhores exames de ultrassom, e uma infinidade de outras artimanhas.

E tudo isso é feito com metamateriais passivos, ou seja, materiais que são construídos de uma forma para fazer determinada tarefa, e só são capazes de fazer aquilo para o que foram projetados.

Isto pode dar a importância da descoberta de uma equipe da Universidade de Rice, nos Estados Unidos.

Metamateriais ativos

Saumyakanti Khatua e seus colegas descobriram uma técnica que vai permitir a construção de metamateriais ativos, que poderão ser configurados em tempo real, ajustando a luz conforme a necessidade.

Isso será possível graças ao uso de cristais líquidos para controlar a luz refletida por nanopartículas de ouro.

Os pesquisadores usam uma variação de tensão para manipular com precisão o alinhamento de moléculas de cristal líquido que, alternadamente, bloqueiam e deixam passar a luz que vem das nanopartículas.

As pequenas partículas de ouro funcionam como antenas ópticas, coletando e refletindo a luz em uma direção específica, que pode ser controlada com precisão com a ajuda do cristal líquido.

Polarizador ajustável

A equipe afirma que a nova técnica abre a possibilidade de controlar a luz de qualquer nanoestrutura que espalhe, absorva ou emita luz, o que inclui os minúsculos pontos quânticos e os nanotubos de carbono.

"Não achamos que este efeito dependa dos nanobastões de ouro," afirma StephanLink, coordenador da pesquisa. "Nós poderemos ter outros nano-objetos que reajam com a luz polarizada, e então poderemos modular sua intensidade. [O dispositivo] se torna um polarizador ajustável."



Bibliografia:


Active Modulation of Nanorod Plasmons
Saumyakanti Khatua, Wei-Shun Chang, Pattanawit Swanglap, Jana Olson, Stephan Link
Nano Letters
Vol.: 11 (9), pp 3797-3802
DOI: 10.1021/nl201876r


Aqui está o link de um trabalho de dissertação que traz um capítulo sobre metamateriais. O trabalho fala da óptica e seu desenvolvimento. É interessante dar uma lida.Os leigos podem ignorar o rigor matemático que esse trabalho contém.


Capítulo 7 - Metamateriais e índice de refração negativo


http://omnis.if.ufrj.br/~pef/producao_academica/dissertacoes/2011_Walter_Santos/dissertacao_Walter_Santos.pdf

Publicado por Kaio Bruno. Qualquer sugestão coloque nos comentários.


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