metamateriales

Los metamateriales son materiales artificiales diseñados para obtener propiedades que no se encuentran en materiales naturales. Estas propiedades emergen de la estructura a escala mucho menor que la longitud de onda de la señal de interés, y no solo de la composición química. Su diseño implica unidades estructurales repetidas a esa escala, de modo que el material se comporte como un medio homogéneo con parámetros efectivos inusuales.

En electromagnetismo, los metamateriales pueden exhibir índices de refracción negativos, respuestas anisotrópicas o chirales, permitiendo fenómenos como la propagación de ondas en sentido inverso y la posibilidad de cloaking (ocultación). También existen metamateriales acústicos que controlan el sonido mediante estructuras resonantes, y metamateriales mecánicos que afectan la elasticidad y la vibración.

La fabricación común utiliza resonadores miniaturizados en matrices periódicas, o estructuras 3D imprimibles. Las técnicas incluyen litografía, ensamblaje de microcomponentes e impresión 3D. Los enfoques varían según la banda de operación y la función deseada, desde estructuras que operan a microondas hasta dimensiones ópticas.

Ejemplos de unidades y enfoques incluyen resonadores en anillo dividido para electromagnetismo, redes de alambres y estructuras tipo fishnet; en acústica, cavidades resonantes y placas perforadas; en mecánica, diseños auxéticos y configuraciones que modifican la rigidez. Las aplicaciones se concentran en antenas y comunicaciones, sensores, imágenes de alta resolución y control de vibraciones, mientras que las limitaciones principales son pérdidas, ancho de banda limitado y complejidad de fabricación, especialmente a frecuencias ópticas.