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Lunes, 6 febrero 2017
Ciencia de los Materiales

Absorber energía electromagnética evitando el calor

Se ha logrado crear un metamaterial sin metales que puede absorber energía electromagnética. Es el primer metamaterial electromagnético del mundo hecho sin ningún metal. Los dispositivos basados en él, gracias a su capacidad de absorber energía electromagnética sin calentamiento, tendrán aplicaciones directas en campos como la captación de imágenes, la detección y la iluminación.

 

Los metamateriales son materiales sintéticos que incluyen muchos rasgos individuales diseñados a medida, los cuales juntos producen propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Imaginemos una onda electromagnética moviéndose a través de una superficie plana hecha de miles de diminutas células eléctricas. Si los investigadores son capaces de ajustar cada una para manipular la onda de una forma específica, podrán dictar exactamente cómo se comportará esta como un todo.

 

Para lograr manipular ondas electromagnéticas, normalmente hay que usar metales eléctricamente conductores. Obrar así, no obstante, acarrea un problema fundamental de los metales: cuanto mayor sea la conductividad eléctrica, mejor conduce calor el material. Esto limita su utilidad en aplicaciones que dependen de la temperatura.

 

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Cada cilindro de este metamaterial no metálico está hecho de silicio dopado con boro y ha sido ajustado de forma precisa para absorber ondas electromagnéticas. (Foto: Willie Padilla, Duke University)

 

El equipo de Willie Padilla, de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, ha demostrado las cualidades del primer metamaterial electromagnético completamente dieléctrico (no metálico). Se caracteriza por una superficie de la que salen cilindros, que ha sido diseñada para absorber las ondas en el rango del terahercio. Si bien este rango concreto de frecuencias se ubica entre las ondas infrarrojas y las microondas, el diseño base debería ser aplicable a casi cualquier frecuencia del espectro electromagnético.

 

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