Un equipo de ingenieros eléctricos de la Universidad de Duke han presentado el primer metamaterial completamente electromecánico y dieléctrico (siendo no metálico), que absorbe energía electromagnética sin calentamiento.Este metamaterial presenta una superficie con múltiples salientes como pequeños cilindros, como la cara de un ladrillo Lego, diseñado para absorber las ondas terahertzio. Mientras que esta gama de frecuencia específica se sitúa entre las ondas infrarrojas y las microondas, el enfoque debe ser aplicable para casi cualquier frecuencia del espectro electromagnético.
Los metamateriales son materiales sintéticos compuestos de muchas características individuales que, al estar juntas, tienen propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Imagine una onda electromagnética que se mueve a través de una superficie plana formada por miles de diminutas células eléctricas. Si los investigadores pueden afinar cada célula para manipular la onda de una manera específica, pueden dictar exactamente cómo se comporta la onda como un todo.
Habitualmente para que los investigadores puedan manipular ondas electromagnéticas necesitan usar metales conductores de electricidad. Este enfoque, sin embargo, trae consigo un problema fundamental de los metales: cuanto mayor es la conductividad eléctrica, mayor lo es también su conductividad térmica. Esto limita su utilidad en aplicaciones dependientes de la temperatura.
Silicio dopado con boro
"La gente ha creado este tipo de dispositivos antes, pero los intentos previos con dieléctricos siempre han sido emparejados con al menos algo de metal", dijo Willie Padilla, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Duke. "Todavía tenemos que optimizar la tecnología, pero el camino hacia varias aplicaciones es mucho más fácil que con los enfoques basados en el metal".
Padilla y sus colegas crearon su metamaterial con silicio dopado con boro, un metal no metálico. Usando simulaciones por computadora, calcularon cómo las ondas terahertzio interactuarían con cilindros de alturas y anchuras variables.
Los investigadores entonces fabricaron un prototipo que consistía en cientos de estos cilindros optimizados alineados en filas sobre una superficie plana. Las pruebas físicas mostraron que la nueva 'metasuperficie' absorbió 97,5% de la energía producida por las ondas en 1.011 terahertzios.
La absorción eficiente de energía de las ondas electromagnéticas es una propiedad importante para muchas aplicaciones. Por ejemplo, los dispositivos de imagen térmica pueden funcionar en la gama de terahertzios, pero debido a que han incluido anteriormente al menos algunos metales, conseguir imágenes nítidas ha sido un reto.
"El calor se propaga rápidamente en los metales, lo que es problemático para las cámaras térmicas", dijo en un comunicado Xinyu Liu, estudiante de doctorado en el laboratorio de Padilla y primer autor del artículo. "Hay trucos para aislar el metal durante la fabricación, pero eso se vuelve engorroso y costoso".
Otra aplicación potencial para la nueva tecnología es la iluminación eficiente. Las bombillas incandescentes hacen la luz pero también crean una cantidad significativa de calor perdido. Deben funcionar a altas temperaturas para producir luz, mucho más alto que el punto de fusión de la mayoría de los metales.
"Podemos producir una meta-superficie dieléctrica diseñada para emitir luz, sin producir calor residual", dijo Padilla. "Aunque ya hemos podido hacer esto con metamateriales basados en metal, se necesita trabajar en temperaturas altas para que la cosa entera funcione. Los materiales dieléctricos tienen puntos de fusión mucho más altos que los metales, y ahora estamos intentando rápidamente llevar esta tecnología al infrarrojo para demostrar un sistema de iluminación".
_____________________
Duke University (Noticia e Imagen)
La Cátedra de Transformación Industrial de la Universidad de Zaragoza y el Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Aragón y La Rioja organizan el próximo 27 de junio en el Paraninfo de la Universidad de Zaragoza la segunda jornada dedicada a la transformación industrial en Aragón.
Como destaca Salvador Galve, decano del ...
Más de 300 ingenieros, arquitectos, constructores, técnicos de la Administración, expertos jurídicos, interventores y especialistas de la construcción se reunirán en Valencia la semana que viene para debatir sobre las buenas prácticas en los procesos de contratación y licitaciones públicas.
Durante el encuentro, los asistentes abordarán la problemática existente y analizarán cuestiones ...
A punto de comenzar la época de las matriculaciones universitarias, el Consejo General de la Ingeniería Técnica Industrial de España (COGITI) recuerda a los estudiantes lo importante que es tener toda la información para elegir una titulación de Ingeniería del ámbito industrial, ya que las universidades ofrecen más de 180 titulaciones de Grado que no habilitan ...
La compañía vasca E&M Combustión participa en la modernización de la única central térmica de carbón existente en Montenegro, y ubicada en Pljevlja. Los trabajos de la ingeniería térmica de Artea consisten en el suministro de dos sistemas de combustión para la las calderas auxiliares de la instalación térmica, que se encargarán de la limpieza ...
Veintiún decanos del Consejo General de Colegios Oficiales de Ingenieros Industriales han celebrado el 75 aniversario de la organización profesional en Puertollano en donde han dado a conocer su realidad industrial y han visitado algunos de los proyectos empresariales que están a la vanguardia de la ingeniería en España y Europa.
César ...
En cumplimiento de la Ley de Servicios de la Sociedad de la Información y de Comercio Electrónico (LSSI) y en adecuación con la Directiva Europea 2009/136/CE, le informamos de la utilización de cookies en la presente web con el fin de facilitar y mejorar la navegación a los usuarios.
Una cookie es un fichero que se descarga en su ordenador al acceder a determinadas páginas web. Las cookies permiten a una página web, entre otras cosas, almacenar y recuperar información sobre los hábitos de navegación de un usuario o de su equipo y, dependiendo de la información que contengan y de la forma en que utilice su equipo, pueden utilizarse para reconocer al usuario.
Puede usted permitir, bloquear o eliminar las cookies instaladas en su equipo mediante la configuración de las opciones del navegador instalado en su ordenador.
Usted, una vez informado sobre la Política de Cookies, puede aceptar la utilización de las mismas por parte de esta web. Sin embargo, puede cambiar la configuración de cookies en cualquier momento, configurando su navegador para aceptar, o no, las cookies que recibe o para que el navegador le avise cuando un servidor quiera guardar una cookie.
Le informamos que en el caso de bloquear o no aceptar la instalación de cookies, es posible que ciertos servicios no estén disponibles sin la utilización de éstas o que no pueda acceder a determinados servicios ni tampoco aprovechar por completo todo lo que nuestras web le ofrece. Además del uso de cookies propias, permitimos a terceros establecer cookies y acceder a ellas en su ordenador.
Le agradecemos que consienta la aceptación de cookies, esto nos ayuda a obtener datos más precisos que nos permiten mejorar el contenido, así como mejorar la usabilidad de la web.
En caso de que este sitio web prestara algún tipo de servicio especial en el que determine unas previsiones específicas diferentes a éstas en lo relativo a la protección de datos personales y la utilización de cookies, prevalecerán las normas particulares indicadas para ese servicio en particular sobre las presentes.
Al acceder a este sitio web por primera vez verá una ventana donde se le informa de la utilización de las cookies, y donde puede consultar la presente "Política de cookies". Si usted acepta expresamente la utilización de cookies, continúa navegando o hace clic en algún link se entenderá que usted ha consentido nuestra política de cookies y por tanto la instalación de las mismas en su equipo o dispositivo.
Es posible que actualicemos la Política de Cookies de este sitio web, por ello le recomendamos revisar esta política cada vez que acceda al mismo con el objetivo de estar adecuadamente informado sobre cómo y para qué usamos las cookies. La Política de Cookies se actualizó por última vez el 02 de Septiembre de 2013.