Imagem: Divulgação
Além de servir para fazer mantos da invisibilidade e buracos negros artificiais, os metamateriais estão dando origem a um material "mais preto do que o preto".
Esse "novo preto", como os pesquisadores o apelidaram, é mais um exemplo de uma classe de substâncias artificiais cada vez mais promissoras, que apresentam propriedades ópticas não encontradas na natureza.
Teoria dos metamateriais
Os metamateriais consistem de um arranjo regular de minúsculos componentes, cada um menor do que o comprimento das ondas de luz que interagem com eles.
É essa estrutura interna que lhes dá propriedades de certa forma estranhas - como curvar a luz para o "lado errado".
A característica básica do novo metamaterial é que ele absorve virtualmente toda a luz que incide sobre ele.
Evgenii Narimanov, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, ganhou fama há alguns anos ao descobrir uma nova forma de criptografia que esconde a própria mensagem.
Agora, ao lidar com a estrutura teórica dos metamateriais, ele notou ser possível projetar um material artificial com a estrutura interna adequada para absorver virtualmente toda a radiação eletromagnética dentro de uma certa faixa de frequências.
Um objeto construído com esse material, previu ele, seria perfeitamente preto, porque os objetos pretos tradicionais sempre refletem um pouco de luz.
Novo preto
Com a ajuda de Narimanov, Mikhail Noginov e seus colegas da Universidade Estadual de Norfolk, também nos Estados Unidos, conseguiram de fato criar o material perfeitamente preto.
O "novo preto" é uma estrutura formada por fios de prata de 35 nanômetros de diâmetro, incorporados em quadrados de óxido de alumínio medindo 1 centímetro de lado por 51 micrômetros de espessura.
Os pesquisadores fabricaram seu artefato em uma versão polida e outra rugosa. Eles foram iluminados com uma fonte de radiação na faixa do infravermelho próximo, com um comprimento de onde de cerca de 900 nanômetros, logo acima da porção final do espectro visível.
Quando a radiação incide sobre o material em um ângulo menor do que 45º, a versão polida reflete cerca de 20% da radiação incidente. Na versão rugosa, menos de 1% da radiação é refletida.
Objetos invisíveis
O conceito é "igualmente aplicável a todas as faixas do espectro eletromagnético", afirmou Narimanov em uma sessão da Conferência sobre Lasers e Eletro-Óptica, realizada em em San Jose, na Califórnia.
Narimanov afirmou que a aplicação básica desse tipo de material será no desenvolvimento de tecnologias do tipo stealth na faixa dos gigahertz, que torna objetos "invisíveis" ao radar.
O inconveniente desta solução é que ela exigiria a colocação de "ladrilhos" de metamaterial sobre o objeto a ser escurecida.
Uma abordagem mais simples envolve um revestimento antirreflexivo ultraeficiente, feito à base silício, criado por uma outra equipe de cientistas norte-americanos
Além de servir para fazer mantos da invisibilidade e buracos negros artificiais, os metamateriais estão dando origem a um material "mais preto do que o preto".Esse "novo preto", como os pesquisadores o apelidaram, é mais um exemplo de uma classe de substâncias artificiais cada vez mais promissoras, que apresentam propriedades ópticas não encontradas na natureza.
Teoria dos metamateriais
Os metamateriais consistem de um arranjo regular de minúsculos componentes, cada um menor do que o comprimento das ondas de luz que interagem com eles.
É essa estrutura interna que lhes dá propriedades de certa forma estranhas - como curvar a luz para o "lado errado".
A característica básica do novo metamaterial é que ele absorve virtualmente toda a luz que incide sobre ele.
Evgenii Narimanov, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, ganhou fama há alguns anos ao descobrir uma nova forma de criptografia que esconde a própria mensagem.
Agora, ao lidar com a estrutura teórica dos metamateriais, ele notou ser possível projetar um material artificial com a estrutura interna adequada para absorver virtualmente toda a radiação eletromagnética dentro de uma certa faixa de frequências.
Um objeto construído com esse material, previu ele, seria perfeitamente preto, porque os objetos pretos tradicionais sempre refletem um pouco de luz.
Novo preto
Com a ajuda de Narimanov, Mikhail Noginov e seus colegas da Universidade Estadual de Norfolk, também nos Estados Unidos, conseguiram de fato criar o material perfeitamente preto.
O "novo preto" é uma estrutura formada por fios de prata de 35 nanômetros de diâmetro, incorporados em quadrados de óxido de alumínio medindo 1 centímetro de lado por 51 micrômetros de espessura.
Os pesquisadores fabricaram seu artefato em uma versão polida e outra rugosa. Eles foram iluminados com uma fonte de radiação na faixa do infravermelho próximo, com um comprimento de onde de cerca de 900 nanômetros, logo acima da porção final do espectro visível.
Quando a radiação incide sobre o material em um ângulo menor do que 45º, a versão polida reflete cerca de 20% da radiação incidente. Na versão rugosa, menos de 1% da radiação é refletida.
Objetos invisíveis
O conceito é "igualmente aplicável a todas as faixas do espectro eletromagnético", afirmou Narimanov em uma sessão da Conferência sobre Lasers e Eletro-Óptica, realizada em em San Jose, na Califórnia.
Narimanov afirmou que a aplicação básica desse tipo de material será no desenvolvimento de tecnologias do tipo stealth na faixa dos gigahertz, que torna objetos "invisíveis" ao radar.
O inconveniente desta solução é que ela exigiria a colocação de "ladrilhos" de metamaterial sobre o objeto a ser escurecida.
Uma abordagem mais simples envolve um revestimento antirreflexivo ultraeficiente, feito à base silício, criado por uma outra equipe de cientistas norte-americanos