Os metamateriais são materiais modificados para possuírem propriedades que variam com a estrutura tridimensional, e não com a composição química, sendo formados por conjuntos de elementos individuais provenientes de materiais simples.
Uma das principais aplicações dos metamateriais é a manipulação das propriedades das ondas eletromagnéticas, já que cada elemento individual que compõe o metamaterial interage de uma forma diferente com a luz incidente, podendo modificar a amplitude e a fase da onda em cada região de maneira independente. Essa é a base para se poder construir um manto de invisibilidade, o que se daria através do desvio da luz pelo material sem refletir ou produzir sombra. Para que haja essa manipulação das ondas eletromagnéticas, o metamaterial precisa possuir pequenas dimensões, que chegam à faixa de nanômetros, demonstrando assim a necessidade de uma pesquisa entrelaçada com a nanotecnologia [1].
Existem pesquisas que indicam a possibilidade de fabricar certos tipos de metamateriais que são sensíveis ao magnetismo, o que funcionaria como um sistema de liga/desliga para o material, que, em seu estado padrão, apresenta certas propriedades e, após o campo magnético, deixa de apresentá-las [2].
Aplicações:
A manipulação da Luz por metamateriais já está sendo utilizada para a construção de janelas para cockpits, evitando a cegueira momentânea dos pilotos por canetas de laser [3].
Figura 1: Modelo de avião militar que utiliza um “manto de invisibilidade’’.
Fonte: http://www.cavok.com.br/blog/nao-estava-aposentado/
A telecomunicação pode ser beneficiada pelo uso de metamateriais, já que o sinal televisivo e a internet wireless podem aumentar a eficiência de alcance contornando sólidos, além da possível aplicação em fibras óticas [1].
Os metamateriais podem ser utilizados em exames de ultrassom, melhorando a precisão e o alcance do equipamento. Um exemplo disso é o caso de um equipamento que utiliza um metamaterial capaz de anular as propriedades da camada de aberração, sendo esta normalmente formada por ossos e metais que bloqueiam ou distorcem as ondas acústicas do ultrassom [4].
Figura 2: Representação do ultrassom com e sem o metamaterial.
Fonte: Yun Jing
Além de ondas eletromagnéticas, os metamateriais possuem aplicações para outros tipos de onda, como as sonoras. Um exemplo disso é o desenvolvimento dos materiais antitsunami, que são formados por anéis que desviam as ondas ao seu redor [5].
Figura 3: Aparelho antitsunami.
Fonte: CNRS Photothèque/Stéfan Enoch/
Referências:
[1] 5 aplicações de metamateriais iguais às capas de. Disponível em: <invisibilidadehttps://www.tecmundo.com.br/nanotecnologia/45262-5-aplicacoes-de-metamateriais-iguais-as-capas-de-invisibilidade.htm> Acesso em: 24/07/2018
[2] Metamateriais ficam ativos e podem ser ligados e desligados. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metamateriais-ficam-ativos-ligados-desligados&id=010160180417#.W1eQBtJKjIU> Acesso em: 24/07/2018
[3] Cientistas encontram aplicações para os metamateriais. Disponível em: <https://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/the-new-york-times/2015/03/28/cientistas-encontram-aplicacoes-para-os-metamateriais.htm> Acesso em: 24/07/2018
[4] Ultrassom agora também para ossos e metais. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metamaterial-faz-ultrassom-penetrar-ossos-metais&id=010160141205#.W1eW1tJKjIU > Acesso em: 24/07/2018
[5] Cientistas debatem avanços da invisibilidade. Disponível em: <https://exame.abril.com.br/ciencia/cientistas-debatem-avancos-da-invisibilidade/>Acesso em: 24/07/2018