Powstał metamateriał zapewniający optyczną niewidzialność

Sztuczny materiał o ujemnym współczynniku załamania światła stworzyli amerykańscy naukowcy. Ten nowy metamateriał może posłużyć do budowy komputerów optycznych, mikroskopów do obserwacji DNA, a nawet urządzeń umożliwiających optyczną niewidzialność. 

Jak informuje Purdue University nowe materiały mogą być wykorzystywane do budowy takich urządzeń jak obiektywy z "hipersoczewkami" o rozdzielczości 10-krotnie przewyższającej największą uzyskiwaną obecnie, czy panele słoneczne o sprawności kilkukrotnie wyższej od produkowanych dzisiaj. Metamateriał pozwala także tworzyć komputery fotonowe, w których zamiast sygnałów elektrycznych do przenoszenia danych wykorzystuje się światło. Zwiększyłoby to ich szybkość oraz moc przetwarzania.

Metamateriały, to materiały wytworzone sztucznie, o własnościach nie występujących naturalnie. Odmiennie od materiałów naturalnych, mogą posiadać ujemny współczynnik refrakcji czyli załamania światła. Refrakcja zachodzi wówczas, kiedy fale świetlne przechodzą z jednego materiału do drugiego. Ujemny współczynnik refrakcji pozwala na pokonanie ograniczeń optyki.

Można np. budować układy optyczne o rozdzielczości mniejszej od długości fali. Może także powstać materiał, który nałożony na dany obiekt powoduje, że zakrzywione fale świetlne omijają go, a następnie wracają na poprzedni tor. Dzięki temu staje się on optycznie niewidzialny.

Do tej pory uzyskiwano metamateriały na bazie srebra i złota. Jednak utrudnione było uzyskanie odpowiedniego wskaźnika refrakcji ze względu na duże współczynniki odbicia tych dwóch metali.

Zespół badawczy - pod kierownictwem prof. fizyki i inżynierii materiałowej Harry'ego Atwatera z California Institute of Technology i prof. inżynierii informatycznej Alexandry Boltassevej, z Purdue University - zastąpił je azotkiem tytanu i tlenkami aluminium. Testy nowych metamateriałów wykazały, że przewyższają pod względem własności optycznych dotychczas otrzymywane, zawierające złoto i srebro.

PAP