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Manto da invisibilidade 3-D em luz visível

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Há cerca de um ano, pesquisadores do Instituto Karlsruhe de Tecnologia, na Alemanha, criaram o primeiro manto da invisibilidade 3D. O dispositivo então apresentado, além de funcionar em três dimensões, se aproximava bastante da luz visível, chegando perto de algo que se poderia chamar de “manto da invisibilidade real”, capaz de tornar objetos invisíveis ao olho humano.

Agora eles chegaram lá.

Invisibilidade do que é visível

Joachim Fischer e seus colegas construíram o primeiro dispositivo de camuflagem tridimensional que esconde um objeto em uma faixa da luz visível – mais especificamente, sob luz vermelha. O manto da invisibilidade manipula a luz com comprimento de onda na faixa dos 700 nanômetros, independente de sua polarização.

Experimentos anteriores exigiam comprimentos de onda maiores, na faixa das micro-ondas ou infravermelha, ou exigiam que a luz utilizada tivesse uma polarização única e específica. O avanço foi possível graças à incorporação de uma técnica de microscopia, conhecida como difração ilimitada, no processo de construção do metamaterial que forma o dispositivo de camuflagem.

Isto foi feito por meio de uma técnica de litografia 3-D que permite a gravação direta de padrões em um material base usando um laser.

Litografia 3-D

Fischer construiu seu manto da invisibilidade seguindo uma tendência que faz esses dispositivos de camuflagem se parecerem mais com um tapete, ou carpete da invisibilidade – ele esculpiu as saliências que manipulam as ondas de luz em um polímero, criando uma estrutura intrincada que lembra uma pilha de toras de madeira.

A litografia 3D permitiu a construção de saliências muito pequenas, com espaçamentos capazes de manipular a luz de comprimentos de onda menores, trazendo efetivamente a camuflagem para a faixa da luz visível, ainda que em apenas um comprimento de onda.

“Se, no futuro, pudermos reduzir novamente à metade o espaçamento [entre as estruturas] dessa capa da invisibilidade vermelha, então poderemos construir uma que cobrirá todo o espectro da luz visível,” prevê o pesquisador.

Aplicações da invisibilidade

Esconder coisas pode parecer algo interessante, mas, ao construir suas camuflagens de metamateriais, os cientistas não estão interessados em competir com as habilidades de Harry Potter ou do Homem Invisível.

As técnicas de manipulação da luz por trás desses aparatos – a base de um campo emergente de pesquisas chamado óptica transformacional – estão criando melhorias dramáticas em todas as tecnologias à base de luz, incluindo não apenas os microscópios, telescópios e lentes, mas também as telecomunicações ópticas e as técnicas de fabricação usadas pela indústria eletrônica. Ou seja, usando uma técnica de litografia 3D usada pela indústria de semicondutores para fabricar chips, as pesquisas com a invisibilidade estão permitindo aprimorar essas mesmas técnicas.

Técnicas que, de resto, formam a base de todos os avanços nas nanotecnologias baseadas na fabricação de MEMS, nanomáquinas, micro e nano robôs e processadores de computador cada vez mais rápidos.

Buracos negros ópticos

Uma das aplicações das pesquisas com invisibilidade com possibilidade de mais alto impacto está no campo da energia solar. Ao conseguir manipular a luz, os cientistas podem criar “buracos negros ópticos”, para concentrar e absorver inteiramente a luz que os atinge.

Quando isto puder ser feito para a luz visível, prevê-se um salto qualitativo sem precedentes na fabricação de células solares, uma vez que 90% da energia do Sol que atinge a Terra está na faixa da luz visível e do infravermelho próximo. Atualmente, as células solares aproveitam apenas uma parcela pequena dos fótons que as atingem.

Bibliografia:

Three-dimensional invisibility carpet cloak at 700 nm wavelength
Tolga Ergin, Joachim Fischer, Martin Wegener
CLEO 2011 Proceedings
May 3, 2011
Vol.: QTuG5 Session

Autor: Dakir Larara

Geógrafo, Professor universitário, pai das lindas Dandara e da recém chegada Anahí e, claro, marido da amada Maíra.

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