Los metamateriales, conocidos como la capa invisible de Harry Potter, son nanoestructuras artificiales diseñadas para manipular las propiedades de la luz. Sin embargo, la aplicación práctica de esta tecnología en la vida cotidiana depende de la comercialización del proceso de fabricación, lo que requiere costes importantes.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Junsuk Rho del Departamento de Ingeniería Mecánica y el Departamento de Ingeniería Química, el investigador Won-Geun Kim y el Ph.D. El candidato Hongyoon Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) ha ideado un enfoque.
Su método combina la nanoimpresión tridimensional con la tecnología de coensamblaje, lo que acerca los metamateriales un paso más a su disponibilidad comercial. Los resultados de esta investigación se han presentado en Small .
Tradicionalmente, los metamateriales se elaboran depositando capas físicas y químicas sobre materiales como el silicio y la resina (plástico), seguido de un proceso llamado litografía. Lamentablemente, este método es caro y limitado en términos de materiales aplicables. En consecuencia, la comunidad académica ha cambiado recientemente su enfoque hacia la creación de metamateriales mediante el ensamblaje de partículas en lugar del costoso proceso de afeitado de superficies.
En esta investigación, el equipo de investigación empleó una combinación de nanoimpresión tridimensional y técnicas de coensamblaje. Inicialmente, crearon metamoléculas similares a las frambuesas utilizando nanopartículas de sílice (vidrio) y oro de diferentes tamaños. Posteriormente, estas estructuras parecidas a frambuesas se apilaron una encima de otra, lo que dio como resultado la creación exitosa de metamateriales de tamaño milimétrico.
En esencia, el equipo de investigación ha ideado una tecnología de proceso que permite la producción rentable de metamateriales en las formas deseadas en comparación con los métodos convencionales y más costosos.
Los experimentos realizados mostraron las capacidades de control de la luz de los metamateriales generados a través del proceso del equipo. En particular, hubo una reducción significativa de la luz dispersada dentro de la región visible. Esta investigación marca el primer caso de verificación de las propiedades ópticas de metamoléculas en solución utilizando estructuras de tamaño milimétrico.
Este enfoque permite observar los resultados a simple vista o mediante una configuración de microscopio simple, lo que elimina la necesidad de equipos especializados para la verificación. Además, el equipo logró un control preciso sobre las propiedades ópticas ajustando la proporción de nanopartículas de sílice y oro dentro del metamaterial.
El profesor Junsuk Rho, que dirigió la investigación, afirmó:"Este avance permite el diseño y la implementación de nanofotones de forma libre, superando las limitaciones de los procesos de fabricación de metamateriales existentes. La versatilidad de esta tecnología ofrece una amplia gama de opciones de materiales, incluidos puntos cuánticos y partículas de catalizador. y polímeros, lo que lo hace aplicable a diversos campos, desde sensores hasta pantallas, además de la investigación de metamateriales".
Más información: Won‐Geun Kim et al, Fibras de metamoléculas independientes y de forma libre que adaptan el magnetismo óptico artificial, pequeñas (2023). DOI:10.1002/smll.202303749
Información de la revista: Pequeño
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
