O que é uma antena de meta-material?

Uma antena de metamaterial é uma antena muito pequena e poderosa que pode ser fabricada na superfície de uma placa de circuito. É composto de metamaterial, composto de elementos microscópicos que permitem a passagem de ondas de radiofrequência com maior eficiência do que com materiais tradicionais. Classificado como um material índice próximo de zero, ele dobra e reflete a radiação eletromagnética perpendicular ao substrato. A antena pode ser gravada em uma placa de circuito usando materiais típicos de circuito e cobre, para que o processo de fabricação seja rápido e barato. Tais antenas pequenas podem ser incluídas em qualquer placa de circuito e foram usadas em telefones celulares e vários dispositivos portáteis.

Esse material permite que as antenas dobrem as ondas de radiofrequência para que a eficiência seja ainda maior do que tipos maiores de antenas. A maior parte do sinal é irradiada pela antena, devido ao alto índice de refração ou à capacidade do material de direcionar a radiação para longe, em vez de refleti-la de volta. Uma antena metamaterial possui um índice de refração negativo, em contraste com substâncias como vidro ou ar. Em uma fração do tamanho dos comprimentos de onda, os metamateriais são compostos que podem ser fabricados de acordo com os tipos de recursos necessários ao aplicativo. Os sistemas de antenas miniaturizados são adequados para comunicações sem fio, pois suportam a alta produção e velocidade com que muitas pessoas e empresas confiam.

Essas propriedades físicas permitem uma classe de antenas metamateriais que são eficientes, de modo que o telefone celular não consome tanta energia, por exemplo. O espaço ocupado nas placas de circuito é menor do que as antenas tradicionais; portanto, uma antena metamaterial pode ser colocada em uma placa menor e, ao mesmo tempo, permite espaço para os vários componentes necessários ao dispositivo para funcionar. Desde que a tecnologia foi pesquisada e avançada, iniciada há pouco mais de uma década, milhões dessas antenas estão no mercado a partir de 2011 e a produção continua a crescer.

As comunicações sem fio são apenas uma das aplicações do metamaterial, como a implementação de sistemas de comunicação 4G para dispositivos móveis baseados em consumidores e negócios. Uma antena metamaterial pode ser usada para comunicações de emergência, bem como radar usado para fins geológicos e para monitorar a atividade em túneis. O metamaterial desvia a luz e outros sinais de maneira diferente de qualquer outro material encontrado na natureza. Os cientistas especularam que, além do uso de uma antena metamaterial, ela poderia ser fabricada para criar futuras lentes ou revestimentos que tornariam objetos invisíveis.