Metamateriales

Metamateriales.

Dentro de la Física se conoce a los Metamateriales, como materiales que no se encuentran como tales de forma espontánea en la Naturaleza y que presentan características o propiedades a priori antinaturales.

Es tal la importancia de estos nuevos Metamateriales, que según un artículo publicado por la revista SCIENCE , el pasado 2010, se encuentran dentro de los 10 grandes descubrimientos de la primera década del siglo XXI.

Este gran descubrimiento científico está suponiendo el desarrollo de nuevos dispositivos en los campos de la óptica y las telecomunicaciones, tanto a nivel micrométrico como a nivel nanométrico.

El concepto físico de Metamaterial fue desarrollado por Viktor Veselago . Cuarenta años antes de que se pudiera construir el primer metamaterial, Veselago concibió en su imaginación que propiedades tendría para un nuevo material al que se le alteraran de forma simultanea su permitividad eléctrica y su permeabilidad electromagnética, obteniendo como resultado teórico una capacidad de alterar el ángulo de refracción de las ondas electromagnéticas.

En la práctica esto significa poder jugar con la luz y el primer paso para la búsqueda de la invisibilidad.

Al poder jugar con la luz dirigiéndose a izquierdas por efecto de un metamaterial (por eso se conocen como materiales zurdos) y luego a derechas por efecto de un material con índice de reflracción natural es posible dirigir la luz creando lentes o camuflajes perfectos.

Si se pasa de la escala nanométrica (trabajar con luz) a escala micrométrica (trabajar con las ondas que se utilizan en telecomunicaciones como las que se emplean en nuestros móviles), se pueden construir dispositivos de pequeño tamaño y que reducen el consumo.

Finalizando el siglo XX se construyó el primer metamaterial.

Consistía en la repetición periódica de dos elementos uno invertía la permeabilidad y el otro la permitividad a escala micrométrica.

Es en esta repetición de patrones periódicos, donde aparece la conexión conceptual con la obra de Emilio Pérez Piñero. Funcionalmente a escalas micrométricas lo que hace el metamaterial es seleccionar que frecuencias pueden pasar y cuáles no. Es como si estuvieran hablando muchas personas a la vez en un habitación y se pudiera seleccionar que persona se quiere escuchar y cual se puede silenciar.

Actualmente, existen varias formas de construir un metamaterial pero siempre es a través de la repetición periódica de un patrón, por ejemplo en la figura siguiente se hace horadando huecos en un material dieléctrico.

Modificando la forma y el tamaño de estos huecos se controlan las propiedades y características del metamaterial. Sin embargo los huecos tienen un límite de tamaño, pues si son muy grandes se solapan unos con otros y se pierde la forma del patrón fractal.

Uno

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