p Os circuitos ópticos são configurados para revolucionar o desempenho de muitos dispositivos. Eles não são apenas 10 a 100 vezes mais rápidos do que os circuitos eletrônicos, mas também consomem muito menos energia. Dentro desses circuitos, as ondas de luz são controladas por superfícies extremamente finas chamadas metassuperfícies, que concentram as ondas e as orientam conforme necessário. As metassuperfícies contêm nanopartículas regularmente espaçadas que podem modular ondas eletromagnéticas em escalas de comprimento de onda submicrométricas. p Metasurfaces pode permitir que os engenheiros façam circuitos fotônicos flexíveis e ópticas ultrafinas para uma série de aplicações, variando de tablets flexíveis a painéis solares com características aprimoradas de absorção de luz. Eles também podem ser usados ​​para criar sensores flexíveis para colocação direta na pele de um paciente, por exemplo, para medir coisas como pulso e pressão sanguínea ou para detectar compostos químicos específicos.

p O problema é que a criação de metassuperfícies usando o método convencional, litografia, é um processo fastidioso que leva várias horas e deve ser feito em uma sala limpa. Mas os engenheiros da EPFL do Laboratório de Materiais Fotônicos e Dispositivos de Fibra (FIMAP) desenvolveram agora um método simples para fabricá-los em apenas alguns minutos em baixas temperaturas - ou às vezes até em temperatura ambiente - sem a necessidade de uma sala limpa. O método da Escola de Engenharia da EPFL produz metassuperfícies de vidro dielétrico que podem ser rígidas ou flexíveis. Os resultados de suas pesquisas aparecem em Nature Nanotechnology .

p Transformando uma fraqueza em uma força

p O novo método emprega um processo natural já utilizado na mecânica dos fluidos:a desparafinação. Isso ocorre quando uma fina película de material é depositada em um substrato e depois aquecida. O calor faz com que o filme se retraia e se quebre em minúsculas nanopartículas. "A reidratação é vista como um problema na fabricação, mas decidimos usá-la a nosso favor, "diz Fabien Sorin, o principal autor do estudo e o chefe da FIMAP.

p Com seu método, os engenheiros foram capazes de criar metassuperfícies de vidro dielétrico, em vez de metassuperfícies metálicas, pela primeira vez. A vantagem das metassuperfícies dielétricas é que elas absorvem muito pouca luz e têm um alto índice de refração, tornando possível modular a luz que se propaga através deles.

p Para construir essas metasuperfícies, os engenheiros primeiro criaram um substrato texturizado com a arquitetura desejada. Em seguida, eles depositaram um material - neste caso, vidro calcogeneto - em filmes finos com apenas dezenas de nanômetros de espessura. O substrato foi subsequentemente aquecido por alguns minutos até o vidro se tornar mais fluido e as nanopartículas começarem a se formar nos tamanhos e posições ditados pela textura do substrato.

p O método é tão eficiente que pode produzir metassuperfícies altamente sofisticadas com vários níveis de nanopartículas ou com matrizes de nanopartículas espaçadas de 10 nm. Isso torna as metassuperfícies altamente sensíveis a mudanças nas condições ambientais - como para detectar a presença de até mesmo concentrações muito baixas de biopartículas. "Esta é a primeira vez que o orvalho é usado para criar metassuperfícies de vidro. A vantagem é que nossas metassuperfícies são lisas e regulares, e pode ser facilmente produzido em grandes superfícies e substratos flexíveis, "diz Sorin.