{"id":52670,"date":"2022-09-08T12:00:00","date_gmt":"2022-09-08T17:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uninter.edu.mx\/ESCAT\/?p=52670"},"modified":"2022-08-12T14:23:54","modified_gmt":"2022-08-12T19:23:54","slug":"metamateriales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uninter.edu.mx\/ESCAT\/index.php\/metamateriales\/","title":{"rendered":"Metamateriales: ir m\u00e1s all\u00e1 #ESCAT #Ingenier\u00eda"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

En esta ocasi\u00f3n, hablaremos acerca de un tipo de material que fue, en su momento, un parteaguas en la forma en la que se entend\u00eda el \u00edndice de refracci\u00f3n de materiales y la interacci\u00f3n luz-materia, y cuyo desarrollo experimental se centra en estos \u00faltimos 20 a\u00f1os: los metamateriales y sus aplicaciones.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Una de las principales ventajas evolutivas del ser humano fue la posibilidad de fabricar herramientas y utilizarlas para resolver los problemas del d\u00eda a d\u00eda; para ello, tuvo que aprender sobre los materiales que le rodeaban y para qu\u00e9 pod\u00eda utilizarlos. As\u00ed, la prehistoria incluso se ha dividido a partir del tipo de materiales que se utilizaban: la Edad de Piedra, la Edad de Cobre y, con el descubrimiento de las aleaciones, la Edad de Bronce; con ellos se mostraba el avance en el conocimiento emp\u00edrico del uso de las herramientas y su estrecha relaci\u00f3n con el progreso de la civilizaci\u00f3n. Al paso de los a\u00f1os y de diversas culturas, se puede ver c\u00f3mo se usaban los materiales del entorno para construir viviendas cada vez m\u00e1s sofisticadas, al punto de que, en la actualidad, a\u00fan podemos ser testigos de la belleza de pir\u00e1mides, templos y palacios que desaf\u00edan el paso del tiempo.<\/p>\n\n\n\n

Desde el manejo y uso de diferentes metales y aleaciones hasta el desarrollo de pl\u00e1sticos que toman todas las formas que deseamos, incluyendo cer\u00e1micos, maderas, estructuras basadas en carb\u00f3n, semiconductores y muchos otros, el desarrollo de materiales con utilidades diversas no deja de asombrarnos. Al respecto, en este espacio se mencionar\u00e1 uno de los desarrollos de materiales m\u00e1s complejo e impresionante de las \u00faltimas d\u00e9cadas: los metamateriales.<\/p>\n\n\n

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Una constructora de autom\u00f3viles ha desarrollado un nuevo metamaterial ac\u00fastico igual o m\u00e1s eficaz que cualquier otro y un 75% m\u00e1s ligero.<\/p>\n\n\n\n

El sufijo meta de la palabra metamaterial viene del griego que significa \u201cm\u00e1s all\u00e1\u201d; se refiere a materiales fabricados artificialmente, cuya estructura responde a campos electromagn\u00e9ticos de forma inusual, es decir, de manera que no se observa en la naturaleza. Nosotros, en la vida diaria, estamos acostumbrados a los campos el\u00e9ctricos que podemos observar en la energ\u00eda que llega a nuestras casas, a campos magn\u00e9ticos cuando observamos el comportamiento de un im\u00e1n sobre algunos metales y a los campos electromagn\u00e9ticos tales como la luz que pasa a trav\u00e9s de nuestra ventana.<\/p>\n\n\n\n

El espectro electromagn\u00e9tico se refiere a las ondas que est\u00e1n formadas por campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos que viajan en una direcci\u00f3n perpendicular respecto a \u00e9stos. Al interactuar estas ondas con materiales, \u00e9stos presentan diversos comportamientos; algunos son muy sensibles al componente de campo el\u00e9ctrico, cuya propiedad se puede medir con algo llamado funci\u00f3n diel\u00e9ctrica; otros, responden con facilidad al componente de campo magn\u00e9tico y esto, a su vez, se mide con algo llamado permeabilidad magn\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n

Resulta que, los metamateriales tienen formas geom\u00e9tricas, tales que, para ciertas condiciones tienen una respuesta con valor negativo tanto para la funci\u00f3n diel\u00e9ctrica como para la funci\u00f3n de permeabilidad magn\u00e9tica. Entonces, un metamaterial se puede definir como un arreglo de materiales cuya geometr\u00eda y orden permiten manipular el comportamiento de campos el\u00e9ctrico y magn\u00e9tico; esto es, cambiar el valor de permitividad el\u00e9ctrica y permeabilidad magn\u00e9tica, y con ello es posible modificar el comportamiento de la luz. Recientemente, tambi\u00e9n se han utilizado para controlar la propagaci\u00f3n del sonido  (metamateriales ac\u00fasticos). Algunas de las formas y el tipo de orden de diversos metamateriales se pueden observar en la figura 1.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1: Metamateriales usados para efectos ac\u00fasticos (a y b), metamateriales para controlar las ondas electromagn\u00e9ticas en microondas, se puede observar el arreglo ordenado de estructuras met\u00e1licas (c). Observa c\u00f3mo son arreglos de diferentes materiales que tienen cierta periodicidad, es decir, hay un patr\u00f3n que se repite, y adem\u00e1s combinan diferentes materiales o tienen huecos ordenados estrat\u00e9gicamente. Un \u00edndice de refracci\u00f3n negativo, como el que se presenta en metamateriales genera un efecto \u00f3ptico como el de la imagen del vaso a la derecha en la figura d.<\/p>\n\n\n\n

Ahora que ya tienes una idea de qu\u00e9 son y c\u00f3mo se ven los metamateriales, es natural que te preguntes: \u00bfpara qu\u00e9 sirven? Como se ha mencionado antes, los metamateriales pueden cambiar la forma en la que se comporta la luz y guiarla o desviarla, de esta manera, pueden hacerse lentes que no necesitan tener una forma curva para enfocarse y, adem\u00e1s, puedan utilizarse para fabricar microscopios que reproduzcan con gran precisi\u00f3n las im\u00e1genes observadas amplificadas (siempre se pierde resoluci\u00f3n de la imagen observada al amplificarla por efectos \u00f3pticos como la aberraci\u00f3n); tambi\u00e9n puedes desviar la luz alrededor de un objeto, de forma que, al no ver su reflejo, no la veas, as\u00ed como las capas de invisibilidad que usaba Harry Potter; o desviar la luz alrededor de un objeto de manera que \u00e9sta se comporte de forma similar a como lo hace en las fronteras de un agujero negro, pero es posible estudiar estos comportamientos en un laboratorio, al alcance de tu mano.<\/p>\n\n\n\n

Otras aplicaciones son: colocar un gran n\u00famero de antenas para telecomunicaciones o sat\u00e9lites en un espacio muy peque\u00f1o, prevenci\u00f3n de ruido, adquirir im\u00e1genes m\u00e9dicas, entre muchos otros. Se estima que el mercado relacionado con el desarrollo y aplicaciones de los metamateriales representa billones de d\u00f3lares.<\/p>\n\n\n\n

Ahora que sabes un poco m\u00e1s sobre estos materiales que van \u201cm\u00e1s all\u00e1\u201d, \u00bfqu\u00e9 se te ocurre que se podr\u00eda hacer en el futuro con ellos?<\/p>\n\n\n\n

Fuente: hypatia<\/a><\/h6>\n\n\n\n

Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica Industrial<\/a><\/p>\n\n\n\n

M\u00e1s noticias sobre Mec\u00e1nica Industria<\/a><\/p>\n\n\n\n

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