Mantelele de invizibilitate și superlentilele ar putea fi îmbunătățite prin luarea unei pagini din manualul digital, susțin doi oameni de știință pe 14 septembrie în Materiale de natură. Metoda lor, inspirată de 1-urile și 0-urile electronicii digitale, implică aranjarea de blocuri de dimensiuni nanometrice din doar două materiale pentru a îndoi și focaliza lumina.
Este o nouă abordare a producerii de metamateriale – combinații complicate de metal, plastic și alte componente cu caracteristici structurale suficient de mici pentru a manipula undele de lumină. Prin dezvoltarea metamaterialelor care îndoaie acele valuri în modul corect, oamenii de știință au construit mantii rudimentare de invizibilitate (SN: 15.07.06, str. 42), precum și superlentile care focalizează lumina.
Titluri Știri științifice, în căsuța dvs. de e-mail
Titluri și rezumate ale celor mai recente articole Știri științifice, livrate în căsuța dvs. de e-mail în fiecare joi.
multumim pentru inregistrare!
A apărut o problemă la înregistrarea dvs.
Construirea acelor dispozitive metamateriale poate deveni complicată. Componentele lor trebuie să fie mai mici decât lungimea de undă a luminii vizibile, în intervalul de doar sute de nanometri. Și este greu să găsești amestecul potrivit de materiale pentru a interacționa cu lumina în modul dorit.
Nader Engheta, inginer electrician la Universitatea din Pennsylvania, și colegul Penn Cristian Della Giovampaola și-au propus să simplifice construcția metamaterialelor, apelând la electronică pentru inspirație. Calculatoarele și smartphone-urile sunt dispozitive complexe care pot îndeplini o varietate de sarcini, dar funcționează prin simplificarea tensiunilor electrice în colecții de 1 și 0 sau biți.
Fiecare material are o proprietate numită permitivitate, care determină modul în care interacționează cu lumina. Engheta și Della Giovampaola și-au dat seama că, în loc să caute amestecul perfect de mai multe materiale pentru a face o mantie sau o lentilă, oamenii de știință pot alege pur și simplu două materiale cu permitivitati opuse (unul pozitiv, unul negativ) și să le folosească ca biți metamaterial. Aranjarea acelor biți în diferite combinații, numite octeți, ar putea obține apoi efectul dorit asupra undelor luminoase de intrare.
Cercetătorii au efectuat simulări pentru a arăta că aranjamentele a doi biți, argint și sticlă, pot reproduce performanța dispozitivelor metamateriale care necesitau mai multe materiale sau o inginerie mai complexă. „Cel mai mare impact este simplitatea pe care o oferă în viitoarea nanofabricare”, spune Engheta.
Abonați-vă la Știri științifice
Primiți jurnalism științific excelent, de la cea mai de încredere sursă, livrat la ușa dumneavoastră.
Steven Cummer, inginer electrician la Universitatea Duke, își face griji că propunerea nu oferă nicio scurtătură evidentă pentru cercetătorii metamaterialelor. „Mi se pare convingătoare și interesantă ideea de nivel înalt”, spune el. „Dar chiar mă chinui să vin cu ceea ce este mare lucru nou aici.” El notează că unele dintre modelele Engheta necesită încă tehnici complexe de fabricație, în ciuda faptului că folosesc doar două materiale.
Engheta spune că munca sa a atras interesul cercetătorilor care construiesc metamateriale și spune că poate servi ca o rețetă pentru a găti dispozitive într-un mod mai eficient.