Capa de invisibilidad Junio 16, 2009
Posted by fcarrasco in Ingeniería, Materiales.Tags: invisibilidad, luz, materiales
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Una capa de invisibilidad es una tecnología avanzada que posibilita que un objeto sea parcial o totalmente invisible a parte del espectro electromagnético. El desarrollo de las últimas investigaciones científicas demuestra que la construcción de este tipo de dispositivos será una realidad en las próximas décadas.
Los metamateriales ópticos se han convertido en un elemento clave en el camino hacia la invisibilidad. Son materiales que deben sus propiedades refractivas a su estructura en lugar de a las sustancias que los componen. Se ha demostrado que ese tipo de materiales pueden poseer propiedades ópticas inalcanzables por las sustancias naturales. Por ejemplo, un índice de refracción negativo.
Según la ley de Snell:
Siendo n el índice de refracción del medio y Θ el ángulo que el rayo de luz forma con la vertical. Si uno de los índices de refracción es negativo, la luz puede curvarse:
Consiguiéndose efectos como este:
La sustancia del primer vaso tiene un índice de refracción positivo, mientras que en el caso de la sustancia del segundo vaso, dicho índice es negativo.
Si dirigimos radiación electromagnética del espectro visible hacia un objeto opaco, podremos percibirlo con nuestro sentido de la vista, pues absorberá algunas longitudes de onda y otras las reflejará:
En el caso de que rodeáramos dicho objeto de un medio con un índice de refracción negativo, no conseguiríamos verlo debido a la curvatura de la luz:
Aunque lo cierto es que sí se produciría una ligera distorsión en la luz que se dirige al objeto. Este medio con índice de refracción negativo es lo que puede denominarse capa de invisibilidad. De momento, en 2006 un equipo de científicos estadounidenses y británicos consiguió construir un metamaterial invisible a la radiación de microondas y actualmente en la universidad de Duke, en Carolina del Norte se investiga en nanotecnologías que permita dominar las técnicas de invisibilidad en longitudes de onda cada vez más pequeñas.
Nanotecnología Marzo 31, 2009
Posted by fcarrasco in Bioingeniería, Ingeniería.Tags: Bioingeniería, física, materiales, nanotecnología, Química
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La palabra “nanotecnología” fue usada por primera vez en Japón, en 1974, por Norio Tanigushui, investigador de la Universidad de Tokio, para describir construcciones y procesos a escala microscópica. El término se hizo popular en la primera mitad de los años 80 gracias a Eric K. Drexler (Director del Foresight Institute of Technology), cuando introdujo la noción de “máquinas y fabricación moleculares”. Pero fue el físico Richard Feynman (ganador del Premio Nobel en 1959) el primer científico que anunció la idea de que el hombre tendría en breve la habilidad para transformar la materia a nivel atómico. En una conferencia visionaria que se ha hecho famosa, dada en diciembre de 1959 ante la American Physical Society, Feynman aseguró que algún día sería posible almacenar el contenido total de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un pin, escribiendo pequeñas letras con átomos reorganizados en su superficie.
Esta visión pudo no haberse hecho realidad de no ser por la invención del microscopio de efecto túnel en 1981 por Gerd Bining y Heinrich Roher en los laboratorios de IBM en Zurich. Este microscopio hizo posible visualizar los átomos y desplazarlos para crear diferentes estructuras, de tal forma que se les dotase de propiedades y funciones que no poseen naturalmente. Le siguieron otros avances científicos, como los presentados por el profesor Lehn, ganador del Premio Nobel de Química del año 87, por su trabajo en el auto ensamblaje químico, las moléculas huesped-anfitrión y el reconocimiento molecular. Estas investigaciones se convirtieron en el origen de numerosas aplicaciones en un nuevo campo del conocimiento a medio camino entre la química, la biología y la ingeniería. En 1991, 
S.Jyima, del laboratorio japonés de la empresa NEC descubrió los nanotubos de carbono con una nueva forma estructural cuyas propiedades físicas no podían ser extrapoladas desde el comportamiento de modelos materiales macroscópicos.
Estas propiedades están siendo todavía estudiadas, aunque los nanotubos tienen ya multitud de aplicaciones: nanoelectrónica, encasulamiento de plasma, almacenaje de hidrógeno, capacitores, etc. Las investigaciones en microelectrónica y en biología molecular apuntan hacia la nanotecnología, la cual constituye una mezcla de conocimento multidisciplinar en química, física, ingeniería, informática y ciencias de la salud.
