Los materiales del futuro: metamateriales

�Qué es la nanotecnología?

Nanotecnología es la ciencia de fabricar y controlar estructuras y máquinas con tamaños menores a un micrón.

Para comparar, el diámetro de un pelo humano es aproximadamente 50 micrones. Hoy en día, existen técnicas de nanofabricación que permiten elaborar estructuras con tamaño mucho menor que un micrón.

Un ejemplo lo pueden ver en la imagen que incluimos en esta entrevista (ver foto Nanocolumnas): es un conjunto de nanocolumnas que definen canales para separar moléculas de ADN. El diámetro de cada columna es de 300 nanómetros.

¿Qué son los metamateriales?

En general, se trata de compuestos ordenados cuyas propiedades físicas son distintas a la de sus constituyentes. Por ejemplo, el índice de refracción de un metamaterial puede ser negativo mientras el índice de refracción de las partes constituyentes es siempre positivo.

Algunos de ellos se fabrican con técnicas de nanotecnología similares a las que se usan para fabricar micromáquinas y circuitos integrados.

Una de las aplicaciones más popular de estos metamateriales, 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.

Una ventaja de los metamateriales es que con ellos se podría fabricar lentes planos que permitan enfocar luz en áreas muy pequeñas (más pequeña que la longitud de onda de la luz).

Mientras en un lente de vidrio, la forma y detalles de la superficie definen sus propiedades, en un metamaterial el tamaño de sus componentes define sus características.

¿Sólo pueden desarrollarse los metamateriales con nanotecnología?

No solamente. Hoy también se los fabrica usando microtecnología. Es importante poder fabricar artificialmente estos metamateriales con tamaños del orden de nanómetros a varios micrones, para poder diseñarlos para el uso que uno quiere.

Para aplicaciones ópticas, el tamaño de las partes que forman el metamaterial varían desde nanómetros hasta un micrón, mientras que para aplicaciones en comunicaciones se necesitan tamaños entre micrones a milímetros.

Con nuevas técnicas de nanofabricación, como las que estamos desarrollando en Bell Labs, se podrían fabricar nuevos metamateriales con propiedades totalmente inéditas.

Israel ha dicho que una de las prioridades de inversión en el campo de investigación será en el futuro la nanotecnología. ¿Por qué es tan importante para la competitividad de las economías?

Porque la nanotecnología permitiría fabricar nuevos materiales con funciones nuevas. Esto significa nuevas drogas, nuevos dispositivos para salud, seguridad, comunicaciones.

No sólo Israel está interesado en nanotecnología. Estados Unidos, Europa, varios países asiáticos y latinoamericanos tiene planes específicos para el desarrollo de la nanotecnología.

¿Además de en óptica permitir lentes mucho mejores, también los metamateriales abrirían nuevos campos en computación?

Alguna gente está pensando en usarlos en las llamadas computadoras ópticas, pero no hay ningún resultado serio por el momento.

¿Qué papel juega el cobre en todo esto? (Chile dijo que la demanda de cobre está aumentando extraordinariamente en el mundo)

Los primeros prototipos de metamateriales fueron fabricados usando cobre como material conductor.

Pero, en principio, cualquier material conductor puede ser utilizado. No creo que el aumento en la demanda de cobre se deba al uso de metamateriales.

Entrevista realizada por la BBC a Daniel López, investigador del Laboratorio de Nanofabricación de Bell Labs, de Lucent Technologies, con sede en Murray Hill, en Nueva Jersey, Estados Unidos.