¿Qué es un metamaterial?
Un metamaterial es un material con propiedades especiales derivadas de su estructura en lugar de su composición química. El metamaterial más conocido son los materiales con un índice de refracción negativo, lo que significa que hacen que la luz se doble "de manera incorrecta", es decir, significativamente más que cualquier material con un índice de refracción positivo.
Todos los materiales encontrados en la naturaleza tienen un índice de refracción positivo. Los materiales de índice de refracción negativo tienen aplicaciones en "superlentes": lentes especiales con el potencial de resolver características más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible, y posibles capas de invisibilidad que dirigen la luz visible suavemente alrededor de un objeto en lugar de absorberlo o reflejarlo convencionalmente. Estos materiales también podrían usarse en plasmónicos, una nueva área exótica de computación que explota las ondas de densidad en portadores de carga para los cálculos.
La mayoría de los metamateriales se utilizan para aplicaciones relacionadas con el electromagnetismo y la óptica, tales como direccionadores de haz, moduladores, filtros de paso de banda, lentes, etc. Son rejillas repetitivas de componentes celulares, con un tamaño de celda aproximadamente igual a la longitud de onda de la radiación electromagnética. están tratando de trabajar con ellos. Por lo tanto, un metamaterial diseñado para redirigir las microondas tendría células en el rango de milímetros, mientras que un metamaterial diseñado para aplicaciones ópticas tendría células mucho más pequeñas, alrededor del rango de 380 nm - 780 nm.
Los metamateriales a menudo se asocian con la nanotecnología porque las diminutas estructuras celulares repetitivas utilizadas para aplicaciones ópticas se miden en nanómetros. La creación de metamateriales puede requerir nuevos métodos de fabricación, que solo son posibles a través de la nanotecnología. A medida que la nanotecnología progrese en las próximas décadas, desbloqueará nuevos metamateriales y reducirá su costo.
Hay al menos un metamaterial natural conocido (pero no hay metamateriales naturales con un índice de refracción negativo): el ópalo. El ópalo está compuesto de cristobalita, un polimorfo de cuarzo y tridimita de alta temperatura producido en erupciones volcánicas. El material resultante está formado por una gran cantidad de pequeñas células minerales que están constantemente girando en relación con otra, creando el efecto de macroescala de una hermosa pantalla de múltiples colores, sobre todo un azul brillante.