Metamateriales

METAMATERIAL EL CONCEPTO CIENTÍFICO

Dentro de la Física se conoce a los Metamateriales, como materiales que no se encuentran como tales de forma espontánea en la Naturaleza y que presentan características o propiedades a priori antinaturales.

Es tal la importancia de estos nuevos Metamateriales, que según un artículo publicado por la revista SCIENCE , el pasado 2010, se encuentran dentro de los 10 grandes descubrimientos de la primera década del siglo XXI.

Este gran descubrimiento científico está suponiendo el desarrollo de nuevos dispositivos en los campos de la óptica y las telecomunicaciones, tanto a nivel micrométrico como a nivel nanométrico.

El concepto físico de Metamaterial fue desarrollado por Viktor Veselago . Cuarenta años antes de que se pudiera construir el primer metamaterial, Veselago concibió en su imaginación que propiedades tendría para un nuevo material al que se le alteraran de forma simultanea su permitividad eléctrica y su permeabilidad electromagnética, obteniendo como resultado teórico una capacidad de alterar el ángulo de refracción de las ondas electromagnéticas.

Aplicaciones de los metamateriales

Para aplicaciones Ópticas, el tamaño de las partes que forman el metamaterial varía desde nanómetros hasta un micrón, mientras que para aplicaciones en comunicaciones se necesitan tamaños de micrones a milímetros, los metamateriales hoy en día tienen innumerables aplicaciones tanto en la rama Óptica como en la rama de las comunicaciones. En esta sección citaremos algunas de ellas que en capítulos posteriores serán abordadas con un mayor grado de detalles. [6]

• 1) Una de las aplicaciones más populares radica en la fabricación de lentes planos, en general, la forma de los lentes Ópticos es lo que define sus propiedades y para algunas aplicaciones específicas la forma del lente es complicada de fabricar. [6]

• 2) Se utilizan en la fabricación de antenas pequeñas de móviles o de satélites en los que se quieren agrupar un gran número de antenas en un espacio mínimo. [10]

• 3) Desarrollo de imágenes ópticas de altísima resolución y de nanocircuitos de computadoras muy veloces. [10]

• 4) El uso de los Cristales Electromagnéticos permite la eliminación de bandas espurias en filtros de microondas [10], en el campo de los circuitos de microondas es habitual confinar la señal mediante la utilización de líneas de transmisión que suponen un medio guiado para la radiación que viaja a través de ellas. En este caso la analogía con la constante dieléctrica de los medios ópticos la encontramos en la impedancia característica de la línea de transmisión, que no es más que la relación entre las amplitudes de las ondas de corriente y tensión que viajan por la línea. En este tipo de sistemas la perturbación periódica característica de los EBGs puede introducirse con la variación de esta impedancia característica a medida que la señal viaja por la línea de transmisión, o bien mediante la perturbación del plano de masa. De la teoría del acoplo de modos se puede extraer que si esta perturbación de impedancia característica es pequeña el espectro de frecuencias rechazadas está relacionado con la transformada de Fourier del perfil de impedancia. Ha sido demostrado que una perturbación periódica de la impedancia característica permite inhibir la propagación de la señal para aquella frecuencia que satisface la condición de Bragg. En el caso de una línea de transmisión

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