Los componentes electrónicos, como los transistores, transmiten corrientes eléctricas en una sola dirección. ¿Qué pasaría si pudiéramos crear materiales que pudieran lograr efectos similares para las vibraciones mecánicas? Para muchas aplicaciones, tener materiales que transmitan vibraciones en una dirección, pero no en el otro, sería extremadamente útil. En naturaleza, tales materiales no existen, pero un grupo de físicos de la Universidad de Amsterdam ha diseñado ahora un metamaterial que puede hacer precisamente eso.

Los materiales que muestran esta 'transmisión unidireccional de movimiento' podrían, por ejemplo, ser utilizado para construir estructuras que serían mucho más resistentes a los terremotos. Los materiales normales transmiten información y energía, tanto deseadas como no deseadas, en todas direcciones a través de vibraciones mecánicas. Esto sucede a todas las escalas:la superficie de la tierra durante un terremoto es un ejemplo, pero lo mismo pasa con la cuerda de una guitarra cuando se toca, o con nuestros propios tejidos durante una ecografía.

Metaátomos robóticos

En su nueva investigación, que fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el jueves, los cuatro físicos crearon un nuevo metamaterial "robótico". Cada bloque de construcción de este material es un pequeño robot que es capaz de detectar y actuar sobre el comportamiento de sus vecinos a través de circuitos de retroalimentación local. Los investigadores han utilizado estos bucles de retroalimentación programables para romper la simetría del movimiento. Como resultado, un bloque de construcción dado no reacciona de la misma manera al desplazamiento de su vecino de la izquierda que al de la derecha.

Amplificación unidireccional

Al juntar varios de estos componentes básicos, los investigadores ensamblaron un metamaterial con una propiedad única:las ondas que se propagan a través de este material se disipan (amortiguan) cuando se propagan en una dirección, pero se amplifican cuando se propagan en la dirección opuesta. Este material robótico es clave en el desarrollo de nuevos sistemas de guía de ondas que pueden enfocar vibraciones no deseadas en partes fuertes de estructuras. Además de construir estructuras sólidas, la amplificación unidireccional podría, por ejemplo, utilizarse para aprovechar la energía o realizar mediciones de alta calidad sin afectar su entorno.