Crean el primer material del mundo que no refleja la luz

l Rensselaer Polytechnic Institute, de Nueva York, que es la universidad tecnológica más antigua de Estados Unidos (fue fundada en 1824), acaba de anunciar en un comunicado que un grupo de investigadores de dicho instituto ha creado el primer material del mundo que prácticamente no refleja la luz.

Se trata, según describen los investigadores en la revista Nature Photonics, de una capa óptica fabricada con un material capaz de incrementar el control sobre las propiedades básicas de la luz, permitiendo, entre otras aplicaciones, la generación de lámparas LEDs más brillantes, el desarrollo de diodos emisores de luz mucho más brillantes, de placas solares más eficientes, de un nuevo tipo de fuentes lumínicas "inteligentes", que se adaptarían a entornos específicos, o de interconexiones ópticas para diversas aplicaciones computacionales.

Igual que el aire

La mayoría de las superficies reflejan algo de luz, pero este nuevo material tiene casi el mismo índice de refracción que el aire, lo que supone todo un récord comparado con otros antirreflectantes.

El índice de refracción es el cociente de la velocidad de la luz en el vacío o en cualquier otro medio. Se trata de la propiedad más importante de cualquier sistema óptico que use refracción, y se emplea para calcular, entre otras cosas, el poder de enfoque de las lentes o el poder dispersivo de los prismas. También es usado en química para determinar la pureza de los productos químicos y para la renderización (cálculo computacional complejo) de materiales refractantes en los gráficos informáticos de tres dimensiones.

El índice refractivo gobierna asimismo la cantidad de luz que cualquier material refleja, y también las propiedades ópticas (difracción, refracción, reflexión en interferencias) de cada material.

Cosas increíbles

En óptica (rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones) y en fotónica (ciencia y que estudia la generación, el control y la detección de los fotones), este índice es la cantidad que más se utiliza.

Según explica uno de los investigadores, Fred Schubert, el índice refractivo conseguido en su investigación es de 1,05, esto es, casi igual que el del aire (1), que se considera se acerca al recorrido de la luz en el vacío, e inferior al del agua dulce (1,33), al del agua del mar (1,359) o al de los plásticos (1,71). Otros materiales, como los diamantes o los vidrios, tienen un índice refractivo más alto, de 2.41 y hasta 2.2 respectivamente.

Durante años, los ingenieros han intentado crear materiales capaces de eliminar los reflejos no deseados, que pueden reducir el rendimiento de diversos componentes y dispositivos ópticos. Sabían que, de conseguirlo, podrían desarrollar cosas increíbles en óptica y fotónica, señaló Schubert.

Utilizando una técnica denominada deposición en ángulo oblicuo, los investigadores depositaron varillas nanométricas (del tamaño de una mil millonésima de metro) de sílice en un ángulo de 45 grados, sobre una fina película de nitruro de aluminio, que es un material semiconductor empleado en diodos avanzados de emisión de luz (en inglés LED, acrónimo de Light-Emitting Diode).

A nivel industrial

Estos dispositivos consisten en un semiconductor (diodo) que emite luz policromática, esto es, con diversas longitudes de onda, cuando es atravesado por la corriente eléctrica. El color resultante depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo.

La técnica de deposición en ángulo oblicuo permitió a los científicos reducir e incluso eliminar la refracción en todas las longitudes de onda y en todos los ángulos por los que entraba la luz.

Los antirreflectantes tradicionales, muy extendidos, funcionan sólo con una longitud de onda, y sólo cuando la fuente de luz se sitúa perpendicularmente al material.

Hasta el momento, Schubert y sus colaboradores sólo han llevado a cabo algunas muestras de este material para probarlo, pero la técnica de ángulo oblicuo se usa mucho en la industria, por lo que el modelo podría aplicarse a cualquier tipo de sustrato y con un semiconductor barato, como es el nitrito de aluminio.