"Ayúdame, Obi Wan Kenobi. Eres mi única esperanza ". Para muchos de los que asistieron al lanzamiento de Star Wars en 1977, esa escena fue una primera introducción a los hologramas, una tecnología real que había existido durante aproximadamente 15 años.

Entonces, ¿por qué los hologramas o los dispositivos ópticos relacionados todavía no forman parte de nuestra vida cotidiana? Las tecnologías se pueden crear mediante el uso de campos magnéticos para alterar el camino de la luz, pero los materiales que pueden hacer eso son costosos, quebradizo y opaco. Algunos solo funcionan en temperaturas tan frías como el vacío del espacio.

Ahora, Investigadores de la Universidad de Michigan y la Universidad Federal de Sao Carlos en Brasil han demostrado que las nanopartículas económicas en un gel pueden reemplazar los materiales tradicionales a un costo drásticamente reducido. Y su enfoque funciona a temperatura ambiente.

Abre un mundo de posibilidades para el uso de campos magnéticos para modular la luz, con aplicaciones en sensores de vehículos autónomos, comunicación en el espacio y redes ópticas inalámbricas.

Hasta la fecha, metales costosos de tierras raras como el europio, Se han utilizado cerio e itrio para demostrar cómo el camino, velocidad e intensidad de la óptica, o a base de luz, las señales se pueden controlar con campos magnéticos. Esta capacidad ya se utiliza comercialmente en cables de Internet de fibra óptica de alta velocidad. Pero el costo de los elementos y las necesidades de temperatura han impedido que la tecnología se use más.

Rentable, La solución de temperatura ambiente para el control magnético de la luz torcida podría permitir pantallas 3-D para el mercado masivo, proyectores holográficos y nueva generación de detección y rango de luz (LIDAR). LIDAR es una de las principales tecnologías que dan "vista" a los vehículos autónomos.

"Muchas empresas y laboratorios desarrollaron emocionantes prototipos utilizando tecnología magnetoóptica, "dijo Nicholas Kotov, Florence V. Cejka, profesora de Ingeniería Química de la U-M, quien lideró el proyecto. "Pero su aceptación tecnológica se ha limitado hasta la fecha debido a los problemas fundamentales de los materiales con la magnetoóptica de tierras raras. Ha sido como intentar resolver el rompecabezas del cubo de Rubik. Obtienes una propiedad correcta pero pierdes las otras".

En un estudio publicado en Ciencias , los investigadores demuestran que podrían usar nanopartículas basadas en óxido de cobalto económico, un color blanco, semiconductor magnético:para controlar bien la luz retorcida mediante campos magnéticos. El truco, los investigadores encontraron, era torcer las propias nanopartículas recubriéndolas con aminoácidos. El giro puede ser diestro o zurdo, una propiedad llamada quiralidad.

La quiralidad de las nanopartículas produjo una mayor sensibilidad al magnetismo y también fortaleció las interacciones con la luz torcida, más formalmente conocida como "luz polarizada circularmente". Los investigadores demostraron que al suspender las nanopartículas en un transparente, elástico, gel a temperatura ambiente, podrían cambiar la intensidad de la luz polarizada circularmente aplicando un campo magnético.

"Esto abre el camino a la amplia proliferación de dispositivos magneto-ópticos con emocionantes posibilidades que surgen en pantallas 3-D y holografía en tiempo real, todas utilizando luz polarizada circularmente, "dijo Kotov, quien también es profesor de ciencia e ingeniería de materiales. "Es más, el pequeño tamaño de las nanopartículas permite su uso en ingeniería informática y fabricación a gran escala de compuestos magneto-ópticos ".