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I METAMATERIALI: UNO SGUARDO RIVOLTO AL FUTURO
Il mantello dell’invisibilità
Da fantascienza a realtà. Un’azienda canadese ha creato un materiale capace di rendere le persone invisibili, come il mantello di Harry Potter. Questo “mantello dell’invisibilità” è in grado di deviare le onde della luce, facendo “scomparire” un oggetto o una persona, anche in movimento; può funzionare in qualsiasi condizione di luce, sia di giorno che di notte, nascondendo persino il calore corporeo. Il segreto sta nell’utilizzo di nuovissimi materiali dalle proprietà particolari, chiamati “metamateriali”.
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I metamateriali
I metamateriali possiedono proprietà che sono determinate non soltanto dalla loro composizione chimica, ma anche dalla struttura organizzativa e cioè dalla loro microstruttura tridimensionale, che vede la ripetizione continua di unità o blocchi secondo un certo ordine e una certa periodicità spaziale.
Essi sono definiti come materiali strutturati artificialmente per controllare e manipolare le onde elettromagnetiche, le onde acustiche e altri fenomeni fisici. Le celle che formano questi materiali sono costituite da architetture complesse di conduttori (solitamente metallici) entro una matrice dielettrica che può essere un polimero termoplastico non cristallino. Un cm2 del metamateriale può contenere fino a 10.000 celle, che nell’insieme costituiscono una struttura cristallina.
La radiazione elettromagnetica che per estensione può essere chiamata “luce” si propaga in linea retta ad una velocità di 2,9979x108 m/s nel vuoto. La lunghezza d’onda della luce è delle dimensioni dei nanometri; grazie alle nanotecnologie, si sono prodotte celle elementari di dimensioni inferiori a tale lunghezza e con una spaziatura tale da produrre, quando la luce interagisce con questi materiali, effetti differenti da quelli comunemente attesi, come ad esempio un indice di rifrazione negativo.
I campi di applicazione
I campi di applicazione dei metamateriali sono i più svariati ma quello che maggiormente colpisce e affascina è rendere gli oggetti invisibili; quando la luce colpisce un oggetto, quest’ultima viene distorta e riflessa in tutta le direzioni consentendoci di vedere l’oggetto; al contrario, tutti i raggi di luce che colpiscono il mantello dell’invisibilità vengono deviati e curvati, rendendo in questo modo invisibile l’oggetto agli occhi di un osservatore. Sono stati costruiti anche metamateriali che deviano le onde acustiche, “metaspecchi” che riflettono una sola lunghezza d’onda e sono trasparenti a tutte le altre, e ancora superlenti che “vedono” virus e frammenti di DNA.
Tutto ciò suggerisce che le applicazioni dei metamateriali potranno essere molte altre, al momento ancora difficilmente immaginabili.
