A Idade Média certamente estava longe de ser favorável à ciência:quem buscava novas descobertas fora do caminho batido enfrentava a ameaça de ser queimado na fogueira. Portanto, a contribuição desta era para o progresso técnico é considerada bastante pequena. Cientistas do Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Contudo, foram inspirados pela armadura de malha medieval ao produzir um novo metamaterial com novas propriedades. Eles conseguiram reverter o coeficiente de Hall de um material.

O efeito Hall é a ocorrência de uma tensão elétrica transversal através de um condutor elétrico passado pelo fluxo de corrente, se este condutor estiver localizado em um campo magnético. Este efeito é um fenômeno básico da física e permite medir a força dos campos magnéticos. É a base dos sensores magnéticos de velocidade em carros ou bússolas em smartphones. Além de medir campos magnéticos, o efeito Hall também pode ser usado para caracterizar metais e semicondutores e, em particular, para determinar a densidade do portador de carga do material. O sinal da tensão Hall medida permite tirar conclusões sobre se os portadores de carga no elemento semicondutor carregam carga positiva ou negativa.

Os matemáticos já previam teoricamente que é possível reverter o coeficiente de Hall de um material (como ouro ou silício), ou seja, para inverter seu sinal. Esperava-se que isso fosse alcançado por uma estrutura de anel tridimensional que lembra uma armadura de malha medieval. Contudo, isso foi considerado difícil, já que a malha de anéis de milionésimos de um metro de tamanho teria que ser composta de três componentes diferentes.

Christian Kern, Muamer Kadic, e Martin Wegener do Instituto de Física Aplicada do KIT agora descobriram que um único material básico é suficiente, desde que a estrutura do anel escolhida siga um determinado arranjo geométrico. Primeiro, eles produziram andaimes de polímero com uma impressora 3D de alta resolução. Então, eles revestiram esses andaimes com óxido de zinco semicondutor.

Resultado do experimento:os cientistas podem produzir metamateriais com coeficiente positivo, mesmo que seus componentes tenham coeficientes negativos. Isso soa um pouco como a pedra filosofal, a fórmula, por meio do qual alquimistas medievais tentaram converter uma substância em outra. Mas aqui, nenhuma conversão ocorre. "Os portadores de carga no metamaterial permanecem elétrons carregados negativamente, "Christian Kern explica." As medições Hall apenas os fazem parecer positivamente carregados, já que a estrutura os obriga a fazer desvios. "

Kern admite que esta descoberta até agora não tem uso prático. Existem sólidos suficientes com coeficientes Hall negativos e positivos. Mas Kern quer continuar pesquisando. A próxima etapa será a produção de estruturas anisotrópicas com tensão Hall na direção do campo magnético. Normalmente, A tensão Hall é direcionada verticalmente para os campos de corrente e magnéticos. Esses materiais não convencionais podem ser aplicados em novos sensores para a medição direta de redemoinhos de campo magnético.