Metamateriali: verso il Mantello dell’Invisibilità

E’ possibile costruire materiali artificiali? Ovviamente si: la plastica è solo un esempio. Ma l’uomo si è spinto ben oltre. I metamateriali sono materiali artificiali con proprietà impossibili da trovare in natura. Ce lo racconta NewScientist, in questo interessante articolo.

Materiali particolarissimi e con incredibili proprietà, come la comprimibilità negativa. Che vuol dire? Che, ad esempio, un materiale potrebbe espandersi quando viene compresso, anziché schiacciarsi, tipo barre di metallo che reagiscono creando forze interne in risposta alla sollecitazione. Sono solo esempi che rendono appena l’idea del lavoro di ricerca di Nicolaou Zachary e Adilson Motter della Northwestern University di Evanston, Illinois: hanno progettato un metamateriale che si allunga se viene compresso, e si accorcia se viene espanso.

In altri termini, il materiale reagisce attivamente alle sollecitazioni. Spiega l’articolo di NewScientist, che la risposta naturale dei materiali, cioé di comprimersi se vengono schiacciati e viceversa, non è altro che lo stato stabile più prossimo a seguito della sollecitazione. I metamateriali rispondono invece in modo da passare, se necessario, anche per stati instabili.

E’ un po’ come quando lasciamo cadere un oggetto a terra. L’oggetto si ferma sul pavimento perché questa è la condizione di minima energia più stabile che è possibile occupare, a seguito della sollecitazione. Un metamateriale puo’ reagire anche in modo opposto, come se, per completare il parallelo, il nostro oggetto “cadesse” verso il soffitto.

Spiega Motter, che i materiali di questo tipo vengono realizzati attraverso “panini” di molecole, cioè strati di materiale costruiti in modo tale che le molecole più interne scambiano una forza di attrazione minore di quelle esterne. Alla rottura del legame delle molecole interne, ad esempio dopo un allungamento del materiale, le molecole esterne reagiscono assecondando la maggior forza di attrazione che le lega e, quindi, il materiale si comprime.

Queste proprietà possono essere realizzate in vari modi per costruire materiali con caratteristiche del tutto singolari. Ad esempio, sarebbe possibile costruire un materiale che aumenta la curvatura della luce che lo circonda. Se fosse davvero possibile realizzare un materiale del genere, sarebbe in linea di principio possibile costruire un mantello dell’invisibilità.

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