Materiais Avançados

Nova técnica produz metamateriais por automontagem

Nova técnica produz metamateriais por automontagem
O sólido de copolímeros de bloco é produzido por automontagem, servindo a seguir como molde para o metamaterial, que deve ser feito de metal. [Imagem: Wiesner lab]

Automontagem 3D

Mesmo com todo o seu potencial para criar mantos da invisibilidade, escudos de som e até mecanismos de expansão do espaço, os metamateriais têm lá suas dificuldades.

Como são materiais artificiais, projetados para serem diferentes de qualquer coisa que exista na natureza, eles precisam ser praticamente "feitos à mão" - na verdade, projetados e fabricados para cada aplicação específica.

Ou, pelo menos, precisavam, porque agora já há um método bem mais simples e rápido.

Kahyun Hu e seus colegas da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, acabam de criar uma técnica que usa uma espécie de plástico capaz de se automontar em estruturas 3D.

E o processo de automontagem mantém as estruturas em nanoescala que estão no cerne do comportamento dos metamateriais, ou seja, estruturas capazes de manipular a luz de formas totalmente "não-naturais".

Copolímeros de bloco

Um polímero - popularmente conhecido como plástico - é formado por moléculas que se organizam em cadeias para produzir um material sólido ou semi-sólido.

Mas é possível também juntar duas moléculas de polímero pelas extremidades, de modo que, quando cada elo se encadeia com outro igual a ele mesmo, os dois formam um padrão interligado de formas geométricas que se repetem - planos, esferas, cilindros, ou uma rede trançada, chamada giroide.

Estes são os chamados copolímeros de bloco.

É possível complicar ainda mais as coisas, usando tri-polímeros para formar padrões ainda mais complexos.

Foi este processo de automontagem que os cientistas usaram para construir seus metamateriais.

Superlentes

O sólido de copolímeros de bloco, contudo, é apenas o molde do metamaterial, que deve ser feito de metal.

Primeiro, um produto químico é usado para dissolver um dos polímeros, deixando um molde 3D que pode ser preenchido com um metal, geralmente prata, ouro ou alumínio.

A seguir, o outro polímero é também dissolvido, deixando a estrutura metálica porosa com as características exatas de manipulação da luz.

Os cientistas afirmam que a técnica é adequada sobretudo para a construção das chamadas superlentes, capazes de produzir imagens de objetos menores do que o comprimento de onda da luz visível, incluindo proteínas, vírus e até moléculas.

Os mantos da invisibilidade, obviamente, são outra possibilidade.

Os pesquisadores afirmam que sua nova técnica tem potencial para alavancar o já bem acelerado processo de desenvolvimento de novas aplicações para os metamateriais.

Bibliografia:

Three-Dimensionally Isotropic Negative Refractive Index Materials from Block Copolymer Self-Assembled Chiral Gyroid Networks
Kahyun Hur, Yan Francescato, Vincenzo Giannini, Stefan A. Maier, Richard G. Hennig, Ulrich Wiesner
Angewandte Chemie
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/ange.201104888




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