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Materiais Avançados

Metassuperfície dinâmica controla a luz à vontade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/07/2019

Metassuperfície dinâmica controla a luz à vontade
As nanoantenas funcionam como píxeis porque deixam ou não passar determinadas cores de luz de forma controlável.
[Imagem: Holsteen et al - 10.1126/science.aax5961]

Invisibilidade sob controle

O método tradicional para criar camuflagens e mantos de invisibilidade consiste em usar estruturas físicas projetadas para interagir com os raios de luz - os metamateriais e as mais recentes metassuperfícies.

Esses materiais artificiais são compostos por minúsculas antenas, cada uma projetada para interagir de forma específica com as ondas de luz - vale dizer, cada manto de invisibilidade deve ser projetado e fabricado para funcionar de uma determinada forma, e continuará funcionando assim durante toda a sua vida útil porque suas antenas são passivas.

Muito mais promissores são os metamateriais com componentes ativos, demonstraram agora Aaron Holsteen e seus colegas da Universidade de Stanford, nos EUA.

Holsteen criou uma metassuperfície com antenas ativas casando conceitos da microeletromecânica (MEMS) com uma matriz de nanofios dielétricos unidimensionais.

Manipulação dinâmica da luz

Microatuadores controlados eletricamente permitem orientar os feixes de luz, bem como selecionar e misturar cores dentro de faixas determinadas, o que significa que o dispositivo resultante pode lidar com diferentes comprimentos de onda e diferentes condições de iluminação.

E a velocidade de atuação - muito rápida - permite vislumbrar usos em várias áreas, dos veículos autônomos a sistemas de realidade aumentada e realidade virtual, diz Holsteen.

"Muitos sistemas ópticos modernos requerem a manipulação dinâmica da luz, e isso está agora impulsionando o desenvolvimento de metassuperfícies eletricamente reconfiguráveis. Podemos construir metassuperfícies com píxeis eletricamente ajustáveis e rápidos (> 105 hertz), que oferecem um controle de fase completo (0 a 2Π) e modulação de grande amplitude de ondas dispersas através do movimento microeletromecânico de arranjos de antenas de silício criados com a tecnologia padrão silício-sobre-isolante.

"Nossa abordagem pode ser usada para viabilizar uma plataforma tecnológica que possibilita a operação de baixa voltagem de píxeis para a mixagem temporal de cores e o direcionamento dinâmico e contínuo de feixes e a focalização da luz," escreveu a equipe.

A possibilidade de criar camuflagens que tornem objetos invisíveis para uma determinada cor, mas não para outra, tudo de forma dinâmica e rápida, também abre avenidas de aplicações no processamento fotônico de informações, criando cruzamentos verdadeiros no interior de chips, onde ora a informação passa, ora não.

Bibliografia:

Artigo: Temporal color mixing and dynamic beam shaping with silicon metasurfaces
Autores: Aaron L. Holsteen, Ahmet Fatih Cihan, Mark L. Brongersma
Revista: Science
Vol.: 365, Issue 6450, pp. 257-260
DOI: 10.1126/science.aax5961






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