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Las nanoestructuras artificiales creadas específicamente para cambiar las propiedades de la luz se denominan metamateriales. Sin embargo, aún no se ha logrado una producción eficiente que permita la comercialización masiva de estas nanoestructuras.
![Magnetismo óptico artificial diseñado por fibras de metamoléculas de forma libre](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40494_16987596922573681.jpg)
Un grupo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) dirigido por Ph.D. El candidato Hongyoon Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica, el investigador Won-Geun Kim y el profesor Junsuk Rho del Departamento de Ingeniería Química y Mecánica han desarrollado un método para abordar este problema de comercialización.
Utilizando tecnología de coensamblaje y nanoimpresión tridimensional, su enfoque acerca los metamateriales un paso más a la disponibilidad comercial. Sus resultados fueron publicados en Pequeño.
Tradicionalmente, los metamateriales se crean depositando capas físicas y químicas sobre materiales como el silicio y la resina (plásticos) y luego utilizando litografía. Desafortunadamente, este proceso es costoso y limitado en cuanto a los materiales que se pueden utilizar. Por esta razón, la comunidad académica se ha centrado recientemente en producir metamateriales mediante el ensamblaje de partículas en lugar del costoso proceso de ablación de superficies.
El equipo de investigación utilizó una combinación de nanoimpresión tridimensional y enfoques de coensamblaje en su estudio. Primero, utilizaron dióxido de silicio (vidrio) y nanopartículas de oro de diferentes tamaños para crear metamoléculas similares a las de la frambuesa. Luego, estas estructuras con forma de frambuesa se apilaron una encima de otra, culminando en la creación exitosa de metamateriales de tamaño milimétrico.
Básicamente, en lugar de métodos tradicionales y más caros, el equipo de investigación ha desarrollado una tecnología de proceso que permite la síntesis rentable de metamateriales en formas específicas.
Los experimentos realizados demostraron las capacidades de control de la luz de los metamateriales creados por el proceso del equipo. Cabe destacar que la luz dispersada en el rango visible se ha reducido significativamente. Esta investigación es la primera vez que examina las propiedades ópticas de metamoléculas en solución utilizando estructuras de tamaño milimétrico.
Este método no requiere ningún equipo especial para la verificación, ya que los resultados son visibles a simple vista o con un microscopio simple. Los científicos también ajustaron la proporción de dióxido de silicio a nanopartículas de oro en el metamaterial para obtener un control preciso sobre las propiedades ópticas.
Este avance permite el diseño e implementación de nanofotones de forma libre, superando las limitaciones de los procesos de fabricación de metamateriales existentes. La versatilidad de esta tecnología ofrece una amplia gama de materiales, incluidos puntos cuánticos, partículas de catalizadores y polímeros, lo que la hace aplicable a diversas áreas, desde sensores hasta pantallas y también a la investigación de metamateriales.
Junsuk Rho, Profesor, Departamento de Ingeniería Mecánica y Química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
Referencia de la revista:
Kim, W.-G., et al. (2023) Fibras de metamoléculas de forma libre y desprendidas que adaptan el magnetismo óptico artificial. Pequeño. doi:10.1002/pequeño.202303749
Fuente: https://international.postech.ac.kr/
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