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NANOTECNOLOGIE/ La nuova frontiera dei metamateriali “plasmati” con la luce

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Schema dell'apparato sperimentale: in rosso fascio di luce che genera il metamateriale  Schema dell'apparato sperimentale: in rosso fascio di luce che genera il metamateriale

«La possibilità di creare metamateriali con metodi ottici è recentissima ma già molto promettente – ha sottolineato Carlo Rizza di Spin-Cnr - con potenziali applicazioni nella realizzazione di lenti o specchi planari sottili pochi micron e istantaneamente riconfigurabili, o di 'iper-lenti' prive di aberrazioni che non deformano le immagini e restituiscono i più minuti dettagli».

«Un punto fondamentale della nostra ricerca – continua Scamarcio - riguarda la radiazione utilizzata che è quella TeraHertz; è una radiazione importante per alcune applicazioni che stanno diventando strategiche: la sua importanza deriva dal fatto che è trasparente per materiali come carta, tessuti, plastica perciò un’immagine TeraHertz vede attraverso tali materiali; possiamo guardare, ad esempio, all’interno di un involucro di plastica di un imballaggio, oppure al di sotto del tessuto o dentro una busta di carta. È quindi adatta per indagini non invasive, tipiche dei raggi X ma senza i rischi di questi ultimi. Può vedere la difettosità di dispositivi elettronici ricoperti di plastica o in campo alimentare, si può guardare all’interno di un involucro sigillato contenente alimenti per rintracciare eventuali intrusioni o difettosità, senza aprire la confezione».

Per applicazioni di security o di diagnostica la radiazione TeraHertz sembra molto promettente. Il problema è che si devono risolvere tutta una serie di problema relativi alla produzione di questo tipo dio luce con sorgenti a semiconduttore: «Li stiamo risolvendo, ma non basta. Un obiettivo è creare delle ottiche, cioè lenti, specchi, polarizzatori,  rendendole affidabili anche per il TeraHertz.   L’ottica convenzionale nel visibile è ormai ben sviluppata e consente una varietà enorme di applicazioni. Nel TeraHertz invece alcune cose non sono possibili: ad esempio è molto difficile costruire  lenti, per motivi intrinseci ai materiali; e si usano specchi molto ingombranti, a forma di paraboloide. Con i meta materiali si apre la possibilità di esplorare la costruzione di elementi ottici alternativi, come quelli che noi abbiamo studiato, quasi bidimensionali, riprogrammabili e facilmente convertibili l’uno nell’altro con la luce».

Questa nuova ricerca apre la strada verso la realizzazione di componenti ottici che operano nel TeraHertz e inoltre sono poco ingombranti, riscrivibili a piacimento con la luce e modulabili. Lo studio dei ricercatori italiani ha suscitato molto interesse, soprattutto dopo la pubblicazione su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature. «Pensiamo di aver aperto un nuovo settore e intendiamo continuare, sviluppando ricerche con nuove configurazioni per nuovi dispositivi ottici, sempre nel TeraHertz».



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