Quimera de metamaterial quase indetectável em espectros de luz visível, microondas e infravermelho
A transição de geometria e topologia de circuito da metassuperfície Chimera. (A) A visão esquemática da metassuperfície quimera. (B) As geometrias do metaátomo. (C) o caso sem intervalos com forte absorção e (D) o caso de camada híbrida com acoplamento intercalar ajustável e reflexão continuamente adaptativa. O CTN é a abreviatura do número da topologia do circuito. Crédito:Anais da Academia Nacional de Ciências (2024). DOI:10.1073/pnas.2309096120 Uma equipe multi-institucional de engenheiros optoeletrônicos e de materiais na China desenvolveu um tipo de metamaterial que é quase invisível através dos espectros de luz visível, microondas e infravermelho. Em seu artigo, publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences , o grupo descreve a inspiração para o material, como ele foi feito e seu desempenho quando testado.
Os pesquisadores observaram que a maioria dos metamateriais desenvolvidos para fornecer algum grau de invisibilidade foram projetados para apenas um propósito:dificultar que as pessoas vejam um objeto oculto a olho nu ou com óculos de visão noturna. Em vez disso, eles decidiram criar um único metamaterial que pudesse fornecer vários tipos de invisibilidade. Para isso, eles buscaram inspiração na natureza.
A equipe de pesquisa observou que o camaleão é adepto de se esconder na luz visível. Ao se misturar ao fundo, fica difícil ver. Eles também notaram que os sapos de vidro são difíceis de detectar devido à sua transparência. E os dragões barbudos evoluíram para se esconder de predadores com habilidades de detecção térmica.
Pesquisas anteriores mostraram que os metamateriais podem fornecer invisibilidade por meio de superfícies que possuem ranhuras ou saliências projetadas para refletir ondas eletromagnéticas da maneira desejada. Para este novo estudo, os investigadores manipularam o seu material para refletir a luz visível, as microondas e os espectros infravermelhos de uma forma que imita o camaleão, o sapo de vidro e o dragão barbudo. Eles chamam o resultado de quimera metamaterial, referindo-se ao amálgama mítico dos três animais que tentaram imitar.
Eles usaram um processo de cinco etapas para criar camadas de material, cada uma com suas próprias características e atributos de invisibilidade. Uma camada, por exemplo, refletia microondas, outra tinha circuitos que conferiam a ilusão de transparência e ainda outra escondia as emissões de calor usando um mecanismo para mudar a cor do metamaterial para fins de resfriamento.
Os testes mostraram que o material funcionou razoavelmente bem e provavelmente poderia ser útil para uma ampla variedade de aplicações, desde estudos de vida selvagem até aplicações militares.
Mais informações: Zhao-Hua Xu et al, Metasuperfície quimera para invisibilidade multiterreno, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2309096120 Informações do diário: Anais da Academia Nacional de Ciências
