Metamaterial

Metamaterial
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Metamaterial, são materiais artificiais modificados de tal modo

que adquiram propriedades desejadas que não existem de forma
natural. Eles são conjuntos de vários elementos individuais
formados a partir de materiais convencionais, tais como metais
ou plásticos, mas os materiais, geralmente construídos em
padrões repetitivos, são muitas vezes, estruturas microscópicas.
Metamateriais derivam suas propriedades, não a partir das

propriedades da composição dos materiais que a formam, mas a
partir de suas estruturas pré desenhada. A sua forma exacta, a
geometria, tamanho, a orientação e disposição, pode afectar as
ondas de luz (radiação electromagnética) ou o som de uma Na configuração de matriz, o metamaterial
maneira não observável em materiais naturais.[1] com índice negativo, construído de cobre,
os ressonadores em formato de anél
partido ao meio e fios montados sobre uma
placa de circuito de fibra de vidro
Índice intertravadas. A matriz total consiste de 3
por 20 × 20 células unitárias e dimensões
Definição totais de 10 × 100 × 100 milímetros.
Histórico
Tecnologia e aplicações
Referências
Ligações externas
Definição
Metamaterial é um material produzido artificialmente, dotado de propriedades físicas que não são encontradas
normalmente na natureza, em sua definição regular. O prefixo meta vem do grego e significa além de. A
palavra metamaterial, assim, designaria materiais que possuiriam propriedades não naturais. Evidentemente,
qualquer propriedade que um metamaterial apresente, por mais estranha que possa parecer, é fisicamente
possível, caso contrário não seria verificada. Entretanto, esse nome reflete a perplexidade da comunidade
científica quando encontrou nos materiais referidos propriedades físicas antes consideradas não possíveis e que
normalmente não são encontradas na natureza.
Histórico
Os metamateriais foram teorizados pela primeira vez num ensaio do físico ucraniano Victor Veselago, em
1968, mas durante muito tempo foram considerados impossíveis por apresentarem propriedades ópticas
estranhas, tais como índice de refração negativo e efeito Doppler invertido. Foi em 2006 que pesquisadores da
Universidade Duke, na Carolina do Norte, e do Imperial College, de Londres, provaram que é possível
sintetizar materiais que apresentem índices de refração negativos.
Tecnologia e aplicações
As propriedades ópticas dos metamateriais proveem de nanoestruturas produzidas em laboratório que atuam no
caminho das ondas eletromagnéticas que os atravessam de formas não usuais. Os comprimentos de onda para
os quais os metamateriais apresentam tais propriedades dependem diretamente dos tamanhos de suas
nanoestruturas, o que significa que o desenvolvimento dessa tecnologia depende diretamente do
desenvolvimento de nanotecnologia cada vez mais sofisticada. Os primeiros metamateriais produzidos eram
capazes de desviar com índice de refração negativo comprimentos de onda relativamente pequenos, tais como
as micro-ondas.
A utilização das propriedades de metamateriais com ondas na faixa da luz visível depende de se conseguir
nanoestruturas de aproximadamente 50 nanômetros, o que equivale a 5 átomos em fila (suficiente para refratar
a luz verde, que tem aproximadamente 500 nm). Entretanto, o máximo que se conseguiu até o momento (em
trabalho do físico Costas Soukoulis, do Ames Laboratory, Iowa) foram nanoestruturas de 100 nm, suficiente
para criar um índice de refração de -0,6 para a luz vermelha de 780 nm.[2][3]
As pesquisas de metamateriais têm recebido grande atenção e investimento de agências governamentais e

privadas dadas as incríveis tecnologias que prometem viabilizar. Objetos revestidos de cobertura metamaterial
poderiam se tornar invisíveis, pois seriam contornados pela luz visível da mesma forma que uma pessoa é
contornada pela corrente de um rio, o que traria óbvias aplicações militares. Super lentes produzidas com
metamateriais poderiam permitir que se estude em detalhes inéditos estruturas menores que o comprimento de
onda da luz visível, tais como trechos de DNA em uma célula viva, substituindo com vantagens a
cristalografia de raios X.
Além do mais, o desenvolvimento de cristais metamateriais que permitissem a manipulação de seus índices de
refração em escalas nanométricas possibilitaria a criação de cristais fotônicos, que são chips que trabalhariam
com luz ao invés de eletricidade. Chips fotônicos apresentariam ganhos incríveis em desempenho e velocidade
de processamento, com consumo e desperdício de energia incrivelmente pequeno, o que permitiria poderosos
computadores com baixo custo.[4][5][6][7]
Referências
0903#.VJtqmfVv8A). SPIE (em inglês). 19 de
1. «Metamaterials» (https://engineering.purdue. Jun. de 2012.
edu/IDEAS/Metamaterials.html) (em inglês) doi:10.1117/2.1201206.004296 (https://dx.do
2. «Experimental realization of optical lumped i.org/10.1117%2F2.1201206.004296)
nanocircuits at infrared wavelengths» (http:// 5. «Optically induced interaction of magnetic
www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/n moments in hybrid metamaterials.».
oticia.php?artigo=metatronica-circuitos-logic American Chemical Society. ACS Nano
os-opticos&id=010110120229). Nature (Artigo) (em inglês). 6 (1): 837-842. 16 de
Materials (Artigo) (em inglês). 11: 208–212. Dez. de 2011. doi:10.1021/nn204348j (http
20 de Jul. de 2011. doi:10.1038/nmat3230 (h s://dx.doi.org/10.1021%2Fnn204348j)
ttps://dx.doi.org/10.1038%2Fnmat3230)
6. «Photoinduced handedness switching in
3. «Digital metamaterials». Universidade da terahertz chiral metamolecules». Nature
Pennsylvania: Department of Electrical and Communications (Artigo) (em inglês). 3: 942.
Systems Engineering. Nature Materials (em 24 de Fev. de 2012.
inglês). 13: 1115-1121. 2 de Fev. de 2014. doi:10.1038/ncomms1908 (https://dx.doi.org/
doi:10.1038/nmat4082 (https://dx.doi.org/10. 10.1038%2Fncomms1908)
1038%2Fnmat4082)
7. «Metamaterials Controlled with Light».
4. «Quantum metamaterials: a brave new Physical Review Letters (em inglês). 109. 23
world» (http://www.inovacaotecnologica.co de Ago. de 2012.
m.br/noticias/noticia.php?artigo=meta-atomo doi:10.1103/PhysRevLett.109.083902 (http
s-homem-criador-metamateria&id=01016012
s://dx.doi.org/10.1103%2FPhysRevLett.109.
083902)
Ligações externas
Novo material é o caminho para invisibilidade, dizem cientistas (http://www1.folha.uol.com.br/f
olha/ciencia/ult306u490932.shtml)
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Esta página foi editada pela última vez às 00h33min de 19 de julho de 2017.
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