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Mantelli pratici dell'invisibilità
Fonte: Metamateriale di indice negativo ottico 3D flessibile di ampia area formato dalla stampa a nanotransfer
John Rogers et al.
Nanotecnologia della natura 6 (7): 402-407
Risultati: I ricercatori hanno sviluppato un metodo di stampa basato su francobolli per generare grandi fogli di metamateriali, una nuova classe di materiali che interagiscono con la luce in modi mai visti in natura. L'hanno usato per realizzare fogli di un metamateriale che misurano quasi nove centimetri per lato, ordini di grandezza più grandi di quanto fosse possibile in precedenza. I test hanno dimostrato che questo materiale, che piega la luce all'indietro, ha in realtà proprietà ottiche migliori rispetto ai materiali realizzati con metodi più complessi.
Questa storia faceva parte del nostro numero di settembre 2011
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Perchè importa: Esperimenti su piccola scala suggeriscono che i metamateriali potrebbero essere utilizzati per realizzare mantelli dell'invisibilità, microscopi ad altissima risoluzione e altri dispositivi ottici esotici. Ma finora i ricercatori non sono stati in grado di creare tali dispositivi su scala pratica perché i metamateriali sono difficili e richiedono tempo da realizzare. Metodi lenti e precisi come la litografia a fascio di elettroni sono stati generalmente utilizzati per scolpire intricati modelli su scala nanometrica negli strati di metalli e altri componenti che compongono questi materiali. I pezzi più grandi prodotti in precedenza erano lunghi solo un paio di centinaia di micrometri.
metodi: I ricercatori hanno iniziato con la progettazione di un metamateriale che altri avevano prodotto alcuni anni fa, utilizzando metodi più lenti. Hanno realizzato un timbro di plastica dura modellato con la griglia prevista dal progetto. Quindi hanno inchiostrato il timbro in una camera di evaporazione depositando diversi film sottili: prima uno strato sacrificale, poi strati del metallo e dei materiali dielettrici che compongono il metamateriale. Infine, hanno posizionato il timbro su una superficie e lo hanno trattato chimicamente per dissolvere lo strato sacrificale, liberando il metamateriale dal timbro. Il francobollo è stato tirato via, lasciando il metamateriale sulla superficie. Ogni timbro è riutilizzabile e poco costoso da realizzare.
Prossimi passi: I ricercatori si aspettano che utilizzando più di un timbro, saranno in grado di realizzare fogli di metamateriali molto più grandi. Il metodo può anche essere adattato per funzionare con altri progetti di metamateriali, ma i ricercatori sperano che altri scienziati lo utilizzino per produrre grandi quantità di questo particolare materiale per l'occultamento e altre applicazioni.
Batterie trasparenti
Gli elettrodi con caratteristiche più piccole di quanto l'occhio possa risolvere potrebbero portare a dispositivi elettrici trasparenti
Fonte: Batterie trasparenti agli ioni di litio
Yi Cui et al.
Atti delle Accademie Nazionali delle Scienze, pubblicato online il 25 luglio 2011
Risultati: I ricercatori hanno realizzato batterie completamente trasparenti e le hanno utilizzate per alimentare un diodo a emissione di luce. I prototipi possono immagazzinare tanta energia quanto una batteria al nichel-cadmio dello stesso volume.
Perchè importa: Le batterie trasparenti sono l'ultimo componente mancante necessario per realizzare display trasparenti e altri dispositivi elettronici trasparenti. I ricercatori hanno precedentemente apportato variazioni trasparenti ad altre importanti classi di elettronica, inclusi i transistor ei componenti utilizzati per controllare i display.
metodi: I ricercatori hanno progettato elettrodi costituiti da una rete in cui tutte le linee sono dell'ordine di 50 micrometri, più piccole di quanto sia visibile all'occhio umano, quindi il risultato appare trasparente. Per realizzare gli elettrodi, hanno prima utilizzato la litografia per intagliare un wafer di silicio in uno stampo con un motivo a griglia rialzata. Il PDMS liquido, un polimero trasparente e morbido, è stato versato sullo stampo e rimosso una volta che si è solidificato. I ricercatori hanno quindi fatto cadere una soluzione contenente materiali standard per elettrodi agli ioni di litio sulla griglia di canali stretti sulla superficie del foglio PDMS. L'azione capillare ha trascinato i materiali nel foglio fino a riempire tutti i canali, creando la rete. Infine, i ricercatori hanno inserito un elettrolita in gel trasparente tra due elettrodi e hanno racchiuso l'intero sistema in un involucro di plastica protettivo.
Prossimi passi: I ricercatori vogliono migliorare lo stoccaggio di energia di un ordine di grandezza, fino a circa 200 wattora per litro, riducendo lo spessore del substrato polimerico e approfondendo le fosse che trattengono i materiali degli elettrodi.