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Materiais Avançados

Metamaterial tritura recorde do índice de refração

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/02/2011

Metamaterial tritura recorde de índice refração
Os átomos artificiais, em formato de I, têm cerca de 60 micrômetros de altura e se repetem sobre uma matriz de polímero a cada 60 micrômetros.
[Imagem: Yushin Kim/KAIST]

Índice de refração

Quando você olha para uma colher dentro de um copo com água, a colher parece quebrada.

Isto acontece por causa do índice refração da água, uma medida de quanto a luz se curva quando passa de um meio para o outro.

Na verdade, o índice de refração mede o ângulo em que a luz se curva quando passa do vácuo para o material em questão.

Os materiais comuns, como a água ou o vidro, têm índices de refração entre 1 e 3 nas frequências da luz visível - o recorde vai para o silício, que se aproxima de 4.

Agora, cientistas coreanos desenvolveram um material cujo índice de refração bateu em incríveis 38,6.

Metamaterial

É um material artificial, um assim chamado metamaterial, que opera na frequência dos terahertz - os raios T.

Os metamateriais ganharam notoriedade com as pesquisas sobre invisibilidade, graças à sua capacidade de dobrar a luz ao contrário, na direção oposta ao que fazem os materiais naturais.

Este novo metamaterial, por sua vez, possui um índice de refração positivo, o que o torna especialmente adequado para pesquisas com a promissora radiação terahertz, que promete substituir os raios X, sem os malefícios destes.

Outra possibilidade de aplicação prática é na chamada óptica transformacional, que estuda o controle das ondas de luz.

Metamaterial tritura recorde de índice refração
Observe o protótipo do metamaterial entre os dedos do pesquisador.
[Imagem: Choi et al./Nature]

Átomos em formato de I

Bumki Min e seus colegas do instituto KAIST sintetizaram o metamaterial construindo "átomos" com estruturas de ouro e alumínio - como esses materiais artificiais são compostos de unidades básicas menores do que o comprimento de onda da radiação com que devem operar, os cientistas chamam essas unidades fundamentais de átomos.

Os átomos artificiais, em formato de I, têm cerca de 60 micrômetros de altura e se repetem sobre uma matriz de polímero a cada 60 micrômetros.

O material bateu o recorde do índice de refração - alcançando um pico de 38,6 - a uma frequência de 0,3 THz.

Segundo os cientistas, o feito é promissor porque pode ser possível alcançar níveis ainda mais elevados, ou alcançar níveis significativos em outros comprimentos de onda, uma vez que os átomos podem ser montados em camadas ou serem montados em outros espaçamentos.

Bibliografia:

Artigo: A terahertz metamaterial with unnaturally high refractive index
Autores: Muhan Choi, Seung Hoon Lee, Yushin Kim, Seung Beom Kang, Jonghwa Shin, Min Hwan Kwak, Kwang-Young Kang, Yong-Hee Lee, Namkyoo Park, Bumki Min
Revista: Nature
Data: 17 February 2011
Vol.: 470, Pages: 369-373
DOI: 10.1038/nature09776





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