I metamateriali, materiali compositi che possono interagire con onde acustiche e luminose con modalità impossibili per i materiali convenzionali, possono essere realizzati a partire da due unità fondamentali, di caratteristiche fisiche tra loro opposte, analogamente a quanto avviene nell'informatica utilizzando le unità d'informazione binaria, i bit. Le simulazioni al computer mostrano che stratificando questi bit di metamateriali si possono riprodurre le straordinarie caratteristiche di metamateriali realizzati con altri metodi(red)
Li chiamano metamateriali digitali: sono il frutto di un nuovo metodo per produrre metamateriali con proprietà del tutto innovative, descritto in un articolo apparso su “Nature Materials” a firma di Nader Engheta e Cristian Della Giovampaola dell'Università della Pennsylvania.
I metamateriali sono materiali compositi che possono interagire con la luce, con il suono e più in generale con le onde in modo secondo modalità impossibili per i materiali convenzionali. Il comportamento dei metamateriali è determinato dalle proprietà delle loro unità costitutive e dalla loro integrazione.
I metamateriali sono attualmente utilizzati in applicazioni d'avanguardia, ai limiti della fantascienza. Tra queste vi sono certamente il mantello per l'invisibilità, in grado di deflettere i raggi di luce che incidono sulla sua superficie in modo da annullare la diffusione della luce stessa, creando così un effetto di trasparenza, e le iperlenti, che superano alcuni limiti fisici intrinseci delle lenti convenzionali, come il limite diffrattivo, ovvero l’impossibilità di ottenere immagini di oggetti più piccoli della lunghezza d’onda della luce impiegata.
Una delle applicazioni più spettacolari dei metamateriali: il mantello per l'invisibilità realizzato da Susumu Tachi all'Università di Tokio (Cortesia Susumu Tachi/Università di Tokio)In questo studio, gli autori propongono un approccio alla realizzazione di metamateriali che prevede l'utilizzo di due sole subunità, dotate di proprietà tra loro opposte, in modo simile a quanto viene fatto nella comunicazione digitale, in cui le informazioni sono codificate da bit, che possono assumere solo i valori 0 e 1.
Grazie a una serie di simulazioni al computer, Engheta e Della Giovampaola hanno creato strutture stratificate, in cui i diversi bit di metamateriali costituiscono byte di metamateriali, in modo del tutto analogo a quanto avviene in teoria dell'informazione in cui otto bit costituiscono un byte, utilizzato anche come unità di misura fondamentale della capacità di memoria. Questi byte di metamateriali possono assumere grazie a questa stratificazione complessità e funzionalità via via crescenti.
Queste simulazioni, che sfruttano varie forme e strutture, possono replicare molte delle proprietà esotiche riscontrate negli attuali e più complessi metamateriali, e potrebbero trovare applicazione proprio nella realizzazione di iperlenti e mantelli per l'invisibilità.
