Materiales invisibles serán una realidad

Moscú.— Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Moscú (MISiS, por sus siglas en ruso) y de la Universidad Politécnica de Turín (Italia) desarrollaron el modelo de un nuevo metamaterial que permitirá aumentar la precisión del trabajo de nanosensores en la óptica y la biomedicina protegiéndolos de la radiación externa. 

El desarrollo del modelo forma parte del proyecto ruso-italiano Anastasia (Advanced Non-radiating Architectures Scattering Tenuously And Sustaining Invisible Anapoles), cuyo objetivo es modelar y luego reconstruir un metamaterial que permita hacer los elementos invisibles a nanonivel en todos los rangos de ondas, según un comunicado de la MISiS.

En la actualidad, científicos en diferentes países del mundo tienen acumulada la experiencia de creación de los materiales y objetos transparentes para un rango muy restringido de radiación, que ocultan los objetos solo bajo un ángulo determinado.

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El objetivo que se plantean los participantes de Anastasia consiste en sintetizar las experiencias de creación de semejantes estructuras y elaborar la teoría para poder modelar y luego crear los metamateriales que oculten los objetos bajo cualquier ángulo y en un rango amplio.

“Ocultar un objeto grande en realidad es más fácil que uno pequeño”, explica la doctoranda del laboratorio de Metamateriales Superconductores de la MISiS y la principal autora del artículo, Anar Ósipova, citada en el comunicado.

Para objetos grandes existen diferentes técnicas furtivas y de camuflaje, señaló.

“Pero cuando estamos ante los elementos de nanodimensiones, por ejemplo, con sensores en forma de aguja en la biomedicina o la física, la situación se complica”, advirtió

Añadió que “los nanosensores suelen ser conmensurables a los objetos analizados, por eso, al ser introducidos en el medio, influyen mucho en él: cambian la presión, emiten la irradiación, y resulta difícil comprender cuáles son las características de la aguja y cuáles las del objeto analizado”.

En la investigación “hemos decidido ‘ocultar’ la irradiación de los sensores y de esta manera aumentar la precisión de su funcionamiento”, explicó.

El principal elemento del metamaterial modelado por los autores del estudio es la llamada metamolécula integrada por cuatro cilindros dieléctricos de tantalate de litio de cinco micrones de radio.

Al formar una especie de envoltura para el nanosensor, los dieléctricos interactúan con la irradiación dando lugar al estado llamado anapolo, el difusor no radiante. A consecuencia de ello, el objeto resulta invisible para el observador externo.

Para los cálculos, los científicos usaron el conductor metálico de 2.5 micrones de radio que imita el nanosensor y posee la capacidad de una alta dispersión de ondas. El modelado se realizó en el rango de terahercios, entre los rangos de infrarrojos y microondas.

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Según el jefe del proyecto Anastasia por parte de la MISiS, Alexéi Basharin, el metamaterial creado podrá emplearse en biomedicina como envoltorio del cloruro de potasio, compatible con el organismo humano.

Hay casos en los que es necesario evitar la interacción del objeto con la luz, por ejemplo, cuando se suministran los fármacos a nanonivel. Nuestro objetivo final es crear la metamolécula en la que la dispersión del objeto y su envoltura se encuentren neutralizándose y haciendo el objeto invisible en el respectivo rango de ondas”, señaló Basharin.

La próxima etapa del estudio es la creación experimental de la estructura propuesta en el laboratorio.

JAHA