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Materiais Avançados

Vamos finalmente domar os promissores raios T?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/07/2020

Vamos finalmente domar os promissores raios T?
Esquema de funcionamento do microcolimador para manipular raios T.
[Imagem: Takehito Suzuki/TUAT]

Hiato dos raios T

Pesquisadores japoneses criaram um dispositivo minúsculo que promete solucionar um dos maiores constrangimentos da tecnologia atual.

A radiação Terahertz, ou raios T, mal foi explorada em comparação com a maior parte do restante do espectro eletromagnético porque, embora seja simples gerar e manipular micro-ondas e radiação infravermelha, não existem tecnologias eficientes ou práticas - que operem à temperatura ambiente - que possam fazer o mesmo com os raios T.

Os engenheiros até cunharam o termo "hiato terahertz" para descrever o quão pouca tecnologia existe que permita usa essa banda de frequência no espectro eletromagnético, que fica justamente entre as micro-ondas e a radiação infravermelha.

E não é por falta de interesse: Os raios T têm aplicações potenciais em comunicações sem fio de última geração, incluindo os já planejados 6G e 7G, em sistemas de segurança, exames médicos e até mesmo na análise de obras de arte.

A boa notícia que surge no horizonte é um novo dispositivo para controlar raios T usando uma metassuperfície especialmente projetada, uma superfície com propriedades não encontradas em nenhum material natural.

Vamos finalmente domar os promissores raios T?
A metassuperfície (esquerda) e uma das formas de sua interação com a luz (direita).
[Imagem: Takehito Suzuk et al. - 10.1364/OE.392814]

Colimador

Pesquisadores da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio desenvolveram um componente óptico que manipula mais facilmente os raios T e de maneira prática.

Convencionalmente, um colimador - um dispositivo que estreita feixes ou ondas, normalmente constituído por lentes ou espelho curvos - pode manipular raios T, mas trata-se de uma estrutura tridimensional volumosa e delicada.

Takehito Suzuki e seus colegas criaram um colimador como um plano ultrafino (2,22 micrômetros) feito de uma "metassuperfície", um derivado bidimensional dos metamateriais, usados nos mantos de invisibilidade, cujas propriedades não provêm das substâncias com que o material é fabricado, mas da geometria e da disposição de pequenas saliências superficiais em padrões de repetição. Esses padrões funcionam como antenas, que podem curvar ondas eletromagnéticas de uma maneira que as substâncias naturais não conseguem.

Neste caso, o material possui um índice de refração extremamente alto e uma baixa refletância - o índice de refração indica a velocidade com que a luz viaja através dele, enquanto a refletância expressa a proporção de luz refletida.

O microcolimador consiste em 339 pares de meta-átomos - como são conhecidas as antenas que formam um metamaterial - dispostos de modo que o índice de refração aumente concentricamente do exterior para o centro do dispositivo.

"O design da metassuperfície é sem precedentes," disse Suzuki, "oferecendo um desempenho muito mais alto, que deve acelerar o desenvolvimento de uma ampla gama de aplicações, incluindo comunicações sem fio da próxima geração (6G/7G) e até dispositivos de controle de radiação térmica".

Bibliografia:

Artigo: Terahertz metasurface ultra-thin collimator for power enhancement
Autores: Takehito Suzuki, Kota Endo, Satoshi Kondoh
Revista: Optics Express
Vol.: 28, Issue 15, Page 22165
DOI: 10.1364/OE.392814





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