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Metamateriali per una nuova frontiera

Ricercatori di Princeton rivelano un nuovo materiale, facilmente fabbricabile, con capacità di rifrazione elettromagnetica inversa rispetto agli altri. Una manna per medicina diagnostica, TLC e molto altro

Princeton (USA) - Metamateriale, il materiale che rifrange le radiazioni elettromagnetiche in senso inverso rispetto agli altri: questo il nome attribuito alla scoperta a cui è pervenuto un gruppo di ricerca dell'Università di Pricenton nel New Jersey, guidato dal laureando in ingegneria Anthony Hoffman.

Il gruppo, che comprende personalità nel campo, altri studenti e Alcatel-Lucent, spiega che la proprietà peculiare della rifrazione del metamateriale è quella di essere negativa, quindi contraria a quella normalmente conosciuta.

Per spiegare il comportamento, PhySorg scrive: "Nel caso di una cannuccia in un bicchiere d'acqua, l'effetto conosciuto è vedere la parte sommersa apparire curvata verso la superficie del bicchiere. Se l'acqua fosse metamateriale, come lo è il nuovo materiale scoperto, la parte sommersa apparirebbe allontanata, invece che avvicinata".
Lo studio è parte di un progetto chiamato MIRTHE (Mid-Infrared Technologies for Health and the Environment, tecnologie nel medio infrarosso per la salute e l'ambiente) e porta come chiave della scoperta l'origine da cui può prodursi tale metamateriale: si tratta di sostanze tradizionali come metalli o semiconduttori, combinati in piccolissime alternanze che ne modificano le proprietà complessive. L'effetto è di manipolare la luce in modalità non attuabili con la normale materia. Produrlo, secondo il gruppo di ricerca, sarà relativamente semplice e offrirà molte nuove possibilità: ben più di una semplice illusione ottica, larifrazione negativa servirà a sviluppare nuovi tipi di lenti, dove potrà compensare molto facilmente le aberrazioni introdotte da quelle tradizionali. Secondo il gruppo di ricercatori ciò significherà produrre telescopi in grado di vedere molto più lontano e microscopi in grado di spingersi a livello molecolare.

Inoltre, il metamateriale è attivo anche nella zona infrarossa, utilizzata in molti sensori e applicazioni di telecomunicazioni. Claire Gmachl, professore in ingegneria elettrica che fa parte del gruppo, è anche il responsabile del progetto MIRTHE nel cui ambito si stanno sviluppando sensori che misurano la quantità delle tracce di determinati gas, sia nell'atmosfera che nella respirazione umana. Tali sensori utilizzano, per la parte analitica, anche dei laser a infrarossi. "Attualmente una tipica lente per infrarossi è un oggetto ingombrante, con tutte le difficoltà che ne derivano", dice Hoffman. "Con questo nuovo materiale, il problema scompare".

Il risvolto immediato sarà, sostiene il gruppo di ricercatori, l'adozione di tali lenti per la produzione di nuovi laser a infrarossi, più compatti e di qualità più elevata, utili anche nella trasmissione dati.

Marco Valerio Principato
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