Capas de invisibilidad prácticas

Fuente: Metamaterial de índice negativo óptico 3D flexible de gran área formado por impresión de nanotransferencia
John Rogers et al.
Nanotecnología de la naturaleza 6(7): 402-407

Resultados: Los investigadores han desarrollado un método de impresión basado en sellos para generar grandes hojas de metamateriales, una nueva clase de materiales que interactúan con la luz de formas que no se ven en la naturaleza. Lo han usado para hacer láminas de un metamaterial que miden casi nueve centímetros por lado, órdenes de magnitud más grandes de lo que antes era posible. Las pruebas mostraron que este material, que dobla la luz hacia atrás, en realidad tiene mejores propiedades ópticas que los materiales fabricados con métodos más complejos.



Innovadores menores de 35 | 2011

Esta historia fue parte de nuestro número de septiembre de 2011

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Por qué es importante: Los experimentos a pequeña escala sugieren que los metamateriales podrían usarse para hacer capas de invisibilidad, microscopios de súper alta resolución y otros dispositivos ópticos exóticos. Pero hasta ahora los investigadores no han podido crear tales dispositivos a una escala práctica porque los metamateriales son difíciles y requieren mucho tiempo de fabricar. Por lo general, se han utilizado métodos lentos y precisos, como la litografía por haz de electrones, para tallar intrincados patrones a nanoescala en las capas de metales y otros componentes que componen estos materiales. Las piezas más grandes producidas anteriormente tenían solo un par de cientos de micrómetros de largo.

Métodos: Los investigadores comenzaron con el diseño de un metamaterial que otros habían producido hace unos años, utilizando métodos más lentos. Hicieron un sello de plástico duro estampado con la rejilla estipulada por el diseño. Luego entintaron el sello en una cámara de evaporación depositando varias películas delgadas: primero una capa de sacrificio, luego capas del metal y materiales dieléctricos que componen el metamaterial. Finalmente, colocaron el sello en una superficie y lo trataron químicamente para disolver la capa de sacrificio, liberando el metamaterial del sello. El sello fue retirado, dejando el metamaterial en la superficie. Cada sello es reutilizable y económico de fabricar.

Próximos pasos: Los investigadores esperan que al usar más de un sello, podrán hacer hojas de metamateriales mucho más grandes. El método también se puede adaptar para trabajar con otros diseños de metamateriales, pero los investigadores esperan que otros científicos lo utilicen para producir grandes cantidades de este material en particular para encubrimiento y otras aplicaciones.

Baterías transparentes

Los electrodos con características más pequeñas de lo que el ojo puede resolver podrían dar lugar a dispositivos eléctricos transparentes.

Fuente: Baterías de iones de litio transparentes
Yi Cui y col.
Actas de las Academias Nacionales de Ciencias,
publicado en línea el 25 de julio de 2011

Resultados: Los investigadores han fabricado baterías totalmente transparentes y las han utilizado para alimentar un diodo emisor de luz. Los prototipos pueden almacenar tanta energía como una batería de níquel-cadmio del mismo volumen.

Por qué es importante: Las baterías transparentes son el último componente que falta para hacer pantallas transparentes y otros dispositivos electrónicos transparentes. Los investigadores han realizado anteriormente variaciones transparentes en otras clases importantes de electrónica, incluidos los transistores y los componentes utilizados para controlar las pantallas.

Métodos: Los investigadores diseñaron electrodos hechos de una malla en la que todas las líneas son del orden de 50 micrómetros, más pequeñas de lo que es visible para el ojo humano, por lo que el resultado parece transparente. Para hacer los electrodos, primero utilizaron la litografía para tallar una oblea de silicio en un molde con un patrón de rejilla elevado. Se vertió PDMS líquido, un polímero transparente y blando, sobre el molde y se despegó una vez que solidificó. Luego, los investigadores dejaron caer una solución que contenía materiales estándar para electrodos de iones de litio en la rejilla de canales estrechos en la superficie de la hoja de PDMS. La acción capilar empujó los materiales hacia la hoja hasta que se llenaron todos los canales, creando la malla. Finalmente, los investigadores colocaron un electrolito de gel transparente entre dos electrodos y envolvieron todo el sistema en una envoltura de plástico protectora.

Próximos pasos: Los investigadores quieren mejorar el almacenamiento de energía en un orden de magnitud, hasta aproximadamente 200 vatios-hora por litro, reduciendo el espesor del sustrato de polímero y profundizando las trincheras que sostienen los materiales de los electrodos.

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