Un grupo de físicos crea un tejido flexible que esquiva la luz
Una membrana del nuevo material.NJP
El hombre invisible quizás tarde en llegar, pero su ropa parece cada día más cerca. Con la ayuda de la nanotecnología, un grupo de físicos británicos ha diseñado un material que consigue esquivar la luz. Además, ha logrado darle flexibilidad, lo que abre la posibilidad de, capa a capa, confeccionar tejidos que no reflejen la luz.
El equipo de físicos, de la Universidad de St. Andrews (Reino Unido), usó un polímero resistente a la luz disponible para uso industrial. Mediante un proceso similar al decapado, los investigadores consiguieron capas de diferente grosor, siempre a escala nanométrica. Con un posterior refinado químico, obtuvieron un metamaterial flexible que han llamado Metaflex. Los metamateriales son estructuras artificiales que presentan características poco habituales en la materia en su estado natural.
Una de ellas es su especial interacción con la luz. Así, cada material refleja un rango de luz, o longitud de onda, determinado. Sin ese efecto, el ojo humano no podría ver ni su forma ni su color. El truco está en conseguir que el nuevo material no refleje la luz sino que los rayos lo rodeen, recuperen su trayectoria y sigan su camino. Daría la impresión de que ahí no hay nada.
Este efecto ya se había conseguido con varios metamateriales pero siempre con luz no visible (infrarrojos y microondas). Estos investigadores han logrado unas membranas ricas en metaátomos metálicos (partículas básicas que conforman este Metaflex) que no reflejan la luz visible sino que la curvan. La reacción de esos átomos, que permite observarlos, se produce dentro del rango de la luz visible por el ojo humano, provocando una interacción particular con este espectro de la luz. Como publican en la revista New Journal of Physics, primer objetivo cumplido.
Tras sumergir el material en un disolvente químico (el metilpirrolidón), obtuvieron capas lo más finas y grandes posibles, logrando algunas de apenas cuatro micrómetros de grosor (la millonésima parte de un metro) y un área de 5x8 milímetros cuadrados, tan flexibles como puede verse en la imagen superior.
Como explica el principal autor del trabajo, Andrea di Falco, "con Metaflex hemos mostrado que es posible fabricar metamateriales flexibles que interactúan con la luz de una forma controlada, cuando otros lo habían conseguido con materiales rígidos".
Su trabajo recuerda a la litografía electrónica actual, en la que los circuitos integrados se sobreimpresionan sobre las tabletas de silicio para la industria informática. Según sostienen en su investigación, la posible misión del Metaflex sería la de servir de materia prima para fabricar metamateriales flexibles de tres dimensiones en el rango de la luz visible, es decir a la vista del ojo humano. En teoría, aseguran, sólo se trataría de ir apilando membranas una sobre otra hasta conseguir una estructura por encima de la escala nanométrica. De hecho, sugieren en el trabajo que ya lo han conseguido, pero dejan su anuncio para una ulterior publicación.
En cuanto a la ansiada capa de la invisibilidad, el tópico del cine que se propone como objetivo de estas investigaciones, Di Falco se muestra más prudente. "Es difícil predecir si lo conseguiremos y cuándo tendremos tejidos que puedan ocultar un objeto en la escala macroscópica. Pero sí podemos decir que ahora estamos un pequeño paso más cerca", concluye.
El equipo de físicos, de la Universidad de St. Andrews (Reino Unido), usó un polímero resistente a la luz disponible para uso industrial. Mediante un proceso similar al decapado, los investigadores consiguieron capas de diferente grosor, siempre a escala nanométrica. Con un posterior refinado químico, obtuvieron un metamaterial flexible que han llamado Metaflex. Los metamateriales son estructuras artificiales que presentan características poco habituales en la materia en su estado natural.
Una de ellas es su especial interacción con la luz. Así, cada material refleja un rango de luz, o longitud de onda, determinado. Sin ese efecto, el ojo humano no podría ver ni su forma ni su color. El truco está en conseguir que el nuevo material no refleje la luz sino que los rayos lo rodeen, recuperen su trayectoria y sigan su camino. Daría la impresión de que ahí no hay nada.
Este efecto ya se había conseguido con varios metamateriales pero siempre con luz no visible (infrarrojos y microondas). Estos investigadores han logrado unas membranas ricas en metaátomos metálicos (partículas básicas que conforman este Metaflex) que no reflejan la luz visible sino que la curvan. La reacción de esos átomos, que permite observarlos, se produce dentro del rango de la luz visible por el ojo humano, provocando una interacción particular con este espectro de la luz. Como publican en la revista New Journal of Physics, primer objetivo cumplido.
Flexibilidad
Pero había que conseguir que el material fuera flexible, llevando estos átomos tan particulares del material en el que estaban fijados a otro flexible. En caso contrario, el logro se quedaría en un experimento más, con escasa aplicación práctica.Tras sumergir el material en un disolvente químico (el metilpirrolidón), obtuvieron capas lo más finas y grandes posibles, logrando algunas de apenas cuatro micrómetros de grosor (la millonésima parte de un metro) y un área de 5x8 milímetros cuadrados, tan flexibles como puede verse en la imagen superior.
Como explica el principal autor del trabajo, Andrea di Falco, "con Metaflex hemos mostrado que es posible fabricar metamateriales flexibles que interactúan con la luz de una forma controlada, cuando otros lo habían conseguido con materiales rígidos".
Su trabajo recuerda a la litografía electrónica actual, en la que los circuitos integrados se sobreimpresionan sobre las tabletas de silicio para la industria informática. Según sostienen en su investigación, la posible misión del Metaflex sería la de servir de materia prima para fabricar metamateriales flexibles de tres dimensiones en el rango de la luz visible, es decir a la vista del ojo humano. En teoría, aseguran, sólo se trataría de ir apilando membranas una sobre otra hasta conseguir una estructura por encima de la escala nanométrica. De hecho, sugieren en el trabajo que ya lo han conseguido, pero dejan su anuncio para una ulterior publicación.
En el límite de la tecnología
Los científicos reconocen también que el estado de la nanotecnología actual impide tener tejidos de Metaflex ahora. "El próximo paso es pasar de una simple capa a una pila de ellas y demostrar que la luz puede ser redirigida según el diseño predeterminado", explica Di Falco. Entre las posibles aplicaciones de este material están la nanoelectrónica y las superlentes. En sus experimentos, consiguieron aplicarlo a unas lentes de contacto.En cuanto a la ansiada capa de la invisibilidad, el tópico del cine que se propone como objetivo de estas investigaciones, Di Falco se muestra más prudente. "Es difícil predecir si lo conseguiremos y cuándo tendremos tejidos que puedan ocultar un objeto en la escala macroscópica. Pero sí podemos decir que ahora estamos un pequeño paso más cerca", concluye.