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– En el futuro, las lentes de cámara podrían ser miles de veces más delgadas y significativamente menos intensivas en la fabricación de recursos. Los investigadores de Chalmers ahora presentan una nueva tecnología para fabricar los materiales artificiales conocidos como “metasuperficies”, que consisten en una multitud de nanopartículas interactivas que juntas pueden controlar la luz. Podrían tener un gran uso en la tecnología óptica del mañana.
Cortesía de la Universidad de Chalmers por Mia Halleröd Palmgren y Joshua Worth: Las metasuperficies se pueden usar para componentes ópticos en dispositivos electrónicos portátiles, sensores, cámaras o satélites espaciales. La nueva tecnología de los investigadores de Chalmers para hacer tales superficies planas se basa en un plástico que ya se usa hoy para crear otras microestructuras. “Ponemos una capa delgada de este plástico en una placa de vidrio y, utilizando una técnica bien establecida llamada litografía con haz de electrones, podemos dibujar patrones detallados en la película de plástico, que después del desarrollo constituirá la meta-superficie. El dispositivo resultante puede enfocar la luz como las lentes de una cámara normal, pero es miles de veces más delgado y también puede ser flexible “, dice Daniel Andrén, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de Chalmers y primer autor del artículo científico recientemente. publicado en la revista ACS Photonics.
En los últimos diez años, ha habido una revolución en la óptica. Los teléfonos en nuestros bolsillos tienen cámaras comparables a una DSLR, obras maestras tecnológicas con millones de píxeles de resolución. Procesan la luz con pequeños chips avanzados de computadora y software, y la imagen se recrea con la ayuda de pequeños LED de colores. Estas tecnologías se han desarrollado extremadamente rápido en los últimos años, debido principalmente a componentes de circuitos más pequeños y más efectivos.
Sin embargo, las lentes de las cámaras no han cambiado tanto. La mayoría de las lentes actuales se basan en los mismos principios físicos e incluyen las mismas limitaciones básicas que los primeros prototipos inventados en el siglo XVI. Sin embargo, en la última década, los investigadores comenzaron a trabajar con materiales artificiales (metasuperficies) que podrían reemplazar las lentes actuales.
Actualmente, ciertos problemas se interponen en el camino de la fabricación a gran escala de metasuperficies. Se requieren equipos avanzados para fabricarlos, y el proceso también requiere mucho tiempo. Pero usando el nuevo método de los investigadores de Chalmers, la tasa de producción se puede aumentar varias veces en comparación con las técnicas actuales de vanguardia. La nueva tecnología utiliza productos químicos inofensivos, así como máquinas que ya son comunes en los laboratorios de nano fabricación en la actualidad, lo que significa que ahora más investigadores podrían comenzar a estudiar las metasuperficies.
“Nuestro método podría ser un paso hacia la producción a gran escala de metasuperficies. Ese es el objetivo por el que ya estamos trabajando hoy. Metasuperficies pueden ayudarnos a crear diferentes efectos y ofrecer diversas posibilidades tecnológicas. Lo mejor está por venir “, dice Ruggero Verre, investigador del Departamento de Física de Chalmers y coautor del artículo científico.
La fabricación de las metasuperficies:
- El plástico se aplica a una placa de vidrio mediante recubrimiento por rotación.
- Usando la litografía de haz de electrones, el patrón deseado se dibuja en el plástico. La meta-superficie consistente de pilares de diferente orientación se descubre con un químico revelador.
- Se pueden hacer metalenses de escala macroscópica con la técnica.
- Las superficies de metal también se pueden hacer como elementos flexibles.
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