p Metamateriais são substâncias feitas pelo homem cujas propriedades são determinadas por sua estrutura meticulosamente projetada. Por exemplo, metamateriais podem ser fabricados de modo que interajam com a luz ou o som de uma maneira específica. Estruturas de superfície únicas desempenham um papel vital em metamateriais, e os cientistas começaram a olhar para a própria natureza em busca de superfícies padronizadas para se inspirar. p Agora, Kotara Kajikawa e Yuusuke Ebihara no Instituto de Tecnologia de Tóquio, junto com Masayuki Shimojo no Instituto de Tecnologia de Shibaura, Japão, fabricaram um novo 'biometamaterial' usando uma folha de lótus como modelo. A nova substância é capaz de absorção quase total da luz em todo o espectro visível.

p Os pesquisadores aproveitaram a estrutura única das células na superfície de uma folha de lótus. Os cílios nas folhas têm a forma de minúsculos, orientado aleatoriamente, nanobastões semelhantes a macarrão, cada um medindo cerca de 100 nanômetros (nm) de diâmetro (veja a imagem). A equipe formulou a hipótese de que tal estrutura poderia confinar a luz de forma eficaz.

p Kajikawa e seus colegas revestiram várias folhas diferentes em uma fina camada de filme de ouro, aplicado de duas maneiras diferentes. A evaporação a vácuo usando aquecimento térmico destruiu as estruturas de nanobastões na superfície da folha, mas uma técnica de "pulverização catódica" foi muito mais bem-sucedida. O revestimento de ouro resultante variou em espessura de 10 nm a 30 nm em diferentes amostras. Bem como folhas de lótus, eles também usaram folhas de três outras plantas como controle.

p Os pesquisadores descobriram que o biometamaterial de ouro de 10 nm de espessura criado com folhas de lótus exibia refletividade de menos de 0,01 em todo o espectro visível. Os cálculos mostraram que a baixa refletividade, o que resulta na absorção quase completa da luz na superfície do material, parece originar-se de nanobastões orientados aleatoriamente na superfície da folha.

p Um trabalho adicional está em andamento para ver se Kajikawa e sua equipe podem encontrar uma maneira fácil e eficaz de remover o biometamaterial de ouro do modelo de folha, uma vez que é criado.

p Avanços em metamateriais

p Criar materiais sintéticos para manipular ondas eletromagnéticas não é um conceito novo. De fato, a ideia de metamateriais existe há pelo menos 100 anos, mas foi apenas nas últimas décadas que a tecnologia realmente começou a decolar. Ao projetar a forma, geometria e orientação de um material com precisão precisa, propriedades podem ser alcançadas que não são possíveis na natureza.

p Isso não quer dizer que a natureza não desempenhe um papel significativo no design de tais materiais. Recentemente, pesquisadores começaram a investigar as estruturas de superfície em nanoescala e padrões celulares em plantas com a esperança de que as superfícies naturais forneçam inspiração e modelos para novos 'biometamateriais'.

p Tecnologias recentes construídas com metamateriais incluem absorvedores de luz, sensores, filtros ópticos e dispositivos de camuflagem, para citar apenas alguns exemplos. Há um grande potencial para novos designs de metamateriais com propriedades únicas e precisas.

p Metodologia

p O biometamaterial fabricado por Kotaro Kajikawa e colegas de trabalho usa as estruturas em nanoescala únicas nas folhas de lótus - a função principal das quais é criar uma superfície altamente repelente de água para as folhas. Essas estruturas estão na forma de nanobastões orientados aleatoriamente, que a equipe acreditava forneceria um modelo útil para um metamaterial projetado para absorver luz.

p Os pesquisadores testaram dois métodos para criar um metamaterial à base de ouro na superfície das folhas - evaporação a vácuo usando calor e uma técnica de 'pulverização catódica'. O primeiro deles resultou em um resultado totalmente suave, superfície reflexiva dourada porque as estruturas do nanorod entraram em colapso com o aquecimento. A pulverização catódica funcionou muito melhor - imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os nanobastões orientados aleatoriamente intactos foram preservados, e resultados promissores foram alcançados em um biometamaterial feito de uma camada muito fina de ouro de 10 nm.

p Este estudo destaca o potencial do uso de superfícies que ocorrem naturalmente para gerar metamateriais muito precisos para fins específicos. A equipe agora está trabalhando em maneiras de remover o biometamaterial da folha, uma vez que é criado, um processo complicado que os pesquisadores acreditam que pode ser alcançado com uma forma de tratamento químico.