Metamateriales, tecnología del futuro

¿Se imagina que al hacer una videollamada en vez de una persona en la pantalla aparezca su holograma, o que los paneles solares sean transparentes y no bloqueen la luz? Estos son algunos de los usos que se les podrían dar a los famosos metamateriales. Se trata de materiales que tienen propiedades electromagnéticas inusuales que proceden de la estructura diseñada y no de su composición.

Estas estructuras electromagnéticas que presentan características físicas no encontradas en la naturaleza han permitido optimizar las tecnologías ya existentes, y además trabajar en nuevas ideas.

Motivado por la implementación de esta tecnología, el ingeniero electrónico Pablo Emilio Camacho Prieto, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), adelantó una investigación que permite acercar un poco la academia a este campo. Su trabajo consistió en evaluar un metamaterial que denominó “coco-chanel” –porque su figura es similar a la de esta reconocida marca de cosméticos–, el cual tiene la propiedad de ser transparente al campo electromagnético.

“El objetivo del trabajo fue evaluar el coco-chanel como posible sensor de campo eléctrico. Aunque normalmente para esta aplicación se usa una estructura conocida como dipolo eléctrico, que refleja parte de las ondas, esto no ocurre con el coco-chanel, que por ser transparente al campo electromagnético tiene mínimas reflexiones . Entonces, en teoría, podríamos obtener medidas más confiables de campo eléctrico utilizando esta estructura”, asegura el ingeniero.

Estudio de metamateriales como sensores de campo eléctrico. (Foto: Pablo Camacho)

Uno de los retos estuvo en la fabricación del metamaterial, ya que originalmente su tamaño es de unos cuantos milímetros. Por ello fue necesario aumentar sus dimensiones, para poder fabricarlo en el laboratorio del grupo de investigación.

Para comparar el coco-chanel con el dipolo eléctrico se midieron la reflexión y transmisión de ambas estructuras, medidas que indican su capacidad para absorber ondas electromagnéticas.

“Una mejor absorción permite medidas más exactas del campo eléctrico. Debido a que la reflexión en el coco-chanel tiende a ser cero, su absorción debe ser mejor que la del dipolo eléctrico, y por ende sus medidas de campo eléctrico deben ser más exactas”, explica el investigador.

Sin embargo los resultados no confirmaron la hipótesis. En el caso estudiado, el metamaterial no presentó ventajas significativas frente al dipolo eléctrico. Aun así, esto no quiere decir que la hipótesis sea falsa. Los resultados sugieren que si se disminuye el tamaño del coco-chanel, se conseguirá obtener una estructura que cumpla con el objetivo inicial.

La investigación deja las bases para trabajos futuros. Por un lado, para continuar el estudio de este metamaterial como sensor de campo eléctrico, y por otro, también se pueden considerar aplicaciones relacionadas con el campo de las telecomunicaciones, tales como las redes 5G. (Fuente: UNAL/DICYT)