Materiais Avançados

Manto da invisibilidade agora é 3D e aproxima-se do olho humano

Manto da invisibilidade agora é 3D e aproxima-se do olho humano
O manto da invisibilidade 3D é o que mais se aproxima de uma invisibilidade prática do ponto de vista do ser humanoNULL funciona com comprimentos de onda entre 1,4 e 2,7 micrômetros. O olho humano enxerga comprimentos de onda entre cerca de 0,4 e 0,7 micrômetros (ou 400 e 700 nanômetros). [Imagem: Science/AAAS]

Um grupo de pesquisadores da Inglaterra e da Alemanha criou um manto da invisibilidade tridimensional capaz de esconder objetos em comprimentos de onda ópticos, próximos da faixa visível do espectro eletromagnético.

O estudo representa um avanço no campo da óptica de transformação, que utiliza uma nova classe de materiais conhecidos como metamateriais, capazes de guiar e controlar a luz com propriedades que não são encontradas em materiais naturais.

Capa da invisibilidade

O grupo, coordenado por Tolga Ergin, do Instituto de Física Aplicada do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (Alemanha), utilizou cristais fotônicos com estrutura semelhante à de estacas de madeira para desenvolver uma capa da invisibilidade.

Os cientistas utilizaram o manto para ocultar uma pequena saliência em uma superfície de ouro. A operação funcionou como se um pequeno objeto fosse escondido sob um tapete.

No entanto, nesse caso, o tapete também desapareceu. O "manto" é composto por lentes especiais que funcionam curvando as ondas luminosas para suprimir o espalhamento da luz da saliência.

"Nosso modelo utilizou um cristal fotônico em estaca com polímeros adaptados para esconder uma saliência em um refletor de ouro. As estruturas e controles foram fabricados pela inscrição direta a laser e caracterizados simultaneamente com espectroscopia e com microscopia óptica de campo distante e alta abertura numérica", destacaram os autores no artigo.

Óptica de transformação

Segundo os pesquisadores, as capacidades atuais de nanofabricação continuam a ser aprimoradas, mas é preciso avançar em relação a definir quais nanoestruturas serão capazes de executar uma funcionalidade desejada.

Nesse contexto, a óptica de transformação tem fornecido uma ferramenta científica inovadora, que permite mapear matematicamente as distorções desejadas do espaço para uma distribuição real das propriedades dos materiais ópticos no espaço cartesiano normal.

"Metamateriais não homogêneos adaptados permitem a aproximação dessas distribuições desejadas. As estruturas de manto de invisibilidade podem servir como um fascinante e exigente exemplo de referência para ideias muito mais amplas de transformação óptica", disseram.

Invisibilidade tridimensional

Até agora, segundo eles, os experimentos com mantos de invisibilidade com micro-ondas e em frequências ópticas têm sido exclusivamente realizados em geometrias bidimensionais.

Ou seja, essas estruturas são imediatamente visíveis na terceira dimensão. A camuflagem funciona apenas em planos, quando o ângulo de visão é igual a zero em uma direção.

No entanto, segundo os cientistas, essas estruturas têm ajudado a validar os conceitos de óptica de transformação e de metamateriais. "Conseguimos desenhar, fabricar e caracterizar estruturas tridimensionais de manto de invisibilidade utilizando cristais fotônicos em estaca", concluíram.

"Invisibilidade invisível"

Do ponto de vista do ser humano, os "mantos da invisibilidade" construídos até agora não tornam os objetos de fato invisíveis, uma vez que esses aparatos funcionam em comprimentos de onda fora da faixa da luz visível.

O dispositivo agora anunciado é o que mais se aproxima de uma invisibilidade prática: ele funciona com comprimentos de onda entre 1,4 e 2,7 micrômetros. O olho humano enxerga comprimentos de onda entre cerca de 0,4 e 0,7 micrômetros (ou 400 e 700 nanômetros).

Para entender melhor os desafios para construir um manto da invisibilidade, veja a reportagem Invisibilidade: o que é fato científico e o que é ficção científica.

Bibliografia:

Three-Dimensional Invisibility Cloak at Optical Wavelengths
Tolga Ergin, Nicolas Stenger, Patrice Brenner, John B. Pendry, Martin Wegener
Science
18 March 2010
Vol.: Science Express Reports
DOI: 10.1126/science.1186351




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