Las propiedades del nuevo material tienen aplicaciones en el área de electrónica, telecomunicaciones y medicina. La posibilidad de tener Internet mil veces más rápido y utilizando menos energía está más cerca de ser realidad gracias a un equipo de científicos.

El descubrimiento fue hecho por el doctor Israel De León del Tecnológico de Monterrey; el doctor Robert W. Boyd, el doctor Jeremy Upham y el estudiante de posgrado Zahirul Alam de la Universidad de Ottawa, en Canadá; y el doctor Sebastian Shulz del Instituto Cork de Tecnología y del Instituto Nacional Tyndall, ambos ubicados en Irlanda.

“Tenemos antecedentes de los efectos positivos que tiene crear materiales artificiales, a los cuales llamamos metamateriales. Gracias a las capacidades del Tec de Monterrey y de la Universidad de Ottawa, nos fue posible diseñar y fabricar un metamaterial que posee una respuesta óptica no lineal ultra-rápida y de una magnitud sin precedentes. Con este descubrimiento nos es posible vislumbrar aplicaciones prácticas” explicó Israel De León.

Los investigadores desarrollaron un material adaptable que puede mejorar las aplicaciones de la óptica no lineal.

Entre estas aplicaciones se incluye tener internet más rápido usando menos energía, lentes más delgados para cámaras fotográficas y celulares y nuevas herramientas microscópicas para la medicina y biología.

Como lo demuestra el artículo científico publicado en Nature Photonics, la nueva tecnología consiste en combinar dos conceptos conocidos: un metamaterial que consiste en un arreglo de nano-antenas, y una película fina de un material no lineal. El grupo de científicos utilizó la nano-antenas fabricadas con oro y la película fina de óxido de indio y estaño. Este tipo de óxido es utilizado usualmente en celdas solares y en pantallas táctiles.

El nuevo metamaterial, creado tras la combinación de las nano-antenas metálicas y el conductor transparente de óxido de indio y estaño, tiene una respuesta óptica más fuerte que los materiales encontrados en la naturaleza. La fuerza de la interacción no lineal es medida por el cambio en índice refracción.

En la naturaleza los cambios en el índice de refracción suelen de 0.001 o menos, pero con el metamaterial se observó un cambio de 2.5, es decir de 830% más. Los rangos usuales del cambio en este índice son alrededor del 0.1% o menores, más con este nuevo material este cambio fue del 830%. Adicionalmente, el cambio en el índice refracción ocurrió en un periodo de tiempo sumamente corto, en una billonésima parte de segundo.

La velocidad de respuesta es importante porque si el material se usara en un sistema de transmisión de datos por medio de señales ópticas, este sistema podría procesar una mayor cantidad de datos. El tiempo de respuesta del metamaterial es aproximadamente mil veces mayor que las conexiones actuales de Internet.

La historia completa en Nature Photonics.