Un nuevo enfoque ha permitido a los investigadores de la Universidad Aalto diseñar un tipo de metamaterial que hasta ahora estaba fuera del alcance de las tecnologías existentes. A diferencia de los materiales naturales, los metamateriales y las metasuperficies se pueden adaptar para que tengan propiedades electromagnéticas específicas, lo que significa que los científicos pueden crear materiales con características deseables para aplicaciones industriales.
El nuevo metamaterial aprovecha el efecto magnetoeléctrico no recíproco (NME). El efecto NME implica un vínculo entre propiedades específicas del material (su magnetización y polarización) y los diferentes componentes del campo de la luz u otras ondas electromagnéticas. El efecto NME es insignificante en materiales naturales, pero los científicos han estado intentando mejorarlo utilizando metamateriales y metasuperficies debido al potencial tecnológico que esto desbloquearía.
El trabajo está publicado en la revista Nature Communications. .
"Hasta ahora, el efecto NME no ha dado lugar a aplicaciones industriales realistas. La mayoría de los métodos propuestos sólo funcionarían con microondas y no con luz visible, y tampoco podrían fabricarse con la tecnología disponible", afirma Shadi Safaei Jazi, doctorando Investigador de Aalto. El equipo diseñó un metamaterial óptico NME que se puede crear con la tecnología existente, utilizando materiales convencionales y técnicas de nanofabricación.
El nuevo material abre aplicaciones que de otro modo necesitarían un fuerte campo magnético externo para funcionar; por ejemplo, la creación de vidrio verdaderamente unidireccional. El vidrio que actualmente se vende como "unidireccional" es simplemente semitransparente y deja pasar la luz en ambas direcciones. Cuando el brillo es diferente entre los dos lados (por ejemplo, dentro y fuera de una ventana), actúa como vidrio unidireccional. Pero un vidrio unidireccional basado en NME no necesitaría una diferencia de brillo porque la luz solo podría atravesarlo en una dirección.
"Imagínese tener una ventana con ese cristal en su casa, oficina o automóvil. Independientemente de la luminosidad exterior, la gente no podría ver nada dentro, mientras que usted disfrutaría de una vista perfecta desde su ventana", dice Safaei. Si la tecnología tiene éxito, este vidrio unidireccional también podría hacer que las células solares sean más eficientes al bloquear las emisiones térmicas que las células existentes irradian hacia el sol, lo que reduce la cantidad de energía que capturan.
Más información: Shadi Safaei Jazi et al, Metamaterial óptico Tellegen con magnetización espontánea, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45225-y
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad Aalto
