sábado, 15 de septiembre de 2012

Materiales invisibles

     La habilidad del camaleón para cambiar el color de la piel y confundirse con el paisaje probablemente asombrará al lector entusiasta. En la naturaleza abundan los animales diestros en el arte del disimulo y ocultación; ahora bien, ¿cuál es el mejor camuflaje? Un animal invisible, contestará, sin duda, el lector ingenioso, ¿es posible?
     Para ver un objeto, el ojo humano (o cualquier cámara fotográfica, que funciona de la misma forma) necesita captar los fotones de la luz que se reflejan en el propio objeto. Si lográsemos que la luz, en vez de reflejarse, rodease el objeto, veríamos lo que hay detrás; este es el tipo de invisibilidad que pretenden alcanzar los científicos. Xiang Zhang ha conseguido crear un material que no refleja la luz volviendo invisible, al ojo del observador humano, un objeto cubierto con él; comprendo que el departamento de defensa de EE.UU. financie estas investigaciones: no me cuesta esfuerzo imaginar un recubrimiento que vuelva invisibles a los carros de combate; sería equivalente a la tecnología que ya usan los aviones invisibles al radar, pero operando con luz visible.
     Los investigadores han comenzado su tarea usando objetos minúsculos que, obviamente, ven con microscopios; empleando esta tecnología esperan que ni siquiera con los aparatos puedan verse. ¿Qué hacen? Xiang Zhang y su equipo han creado algo parecido a una capa de invisibilidad, un material cuya estructura consta de múltiples capas ordenadas en un patrón especial; las elaboran con óxido y nitruro de silicio; la capa, al cubrir el objeto, desvía la luz que le llega e impide los reflejos; dicho con otras palabras, la luz esquiva los objetos, volviéndolos invisibles. El trabajo de Zhang ha requerido el uso de la nanotecnología para obtener estructuras de un tamaño cercano a la milmillonésima de metro, se trata de estructuras artificiales que poseen propiedades inexistentes en los materiales naturales (se les llama metamateriales: aprenda el lector inexperto esta nueva palabra, que oirá mucho en el futuro). Las pruebas han tenido éxito cuando se han usado objetos tan diminutos como los glóbulos rojos de la sangre; pero los experimentadores esperan mejorar el método para aplicárselo a objetos de mayor tamaño, y creen que, en el futuro, podrá ser usado sobre las personas. El sueño de H. G. Wells de volver invisible a un hombre tal vez pronto se haga realidad.

8 comentarios:

noon dijo...

Hola Epi.
Muy interesante la última entrada pero, ¿podría ver a alguien o a algo el conductor de un tanque que fuera invisible? ¿Podría ver al enemigo?
y el "hombre invisible" (si alguna vez alguien consiguiese volverse de ese modo) ¿no tendría que ser, por definición, ciego? Para que podamos ver, la luz ha de incidir en la retina y convertirse en impulsos nerviosos pero, si toda ella "pasa de largo" por nuestro cuerpo (a través de esa envoltura que desvía la luz)¿cómo será posible la visión?
Saludos.

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Como bien has deducido es imposible ver algo si no llegan fotones a la retina, pero ¡siempre hay un maldito pero! hay maneras resolver el problema. Seguro que habrá soluciones mejores; solamente voy a esbozar una de ellas: los ejércitos pueden combatir como si lo hicieran por la noche (también ausencia de fotones de luz visible) empleando visores de rayos intrarrojos. Tú no los ves (no detectas la luz visible reflejada por ellos ni los infrarrojos emitidos) pero ellos te detectan perfectamente (no les llegan los fotones de luz visible reflejados por ti pero si los rayos infrarrojos que emites).

Saludos cordiales

Epi

noon dijo...

Hola Epi.
Es cierto lo que dices, pero ese sistema dejaría de funcionar durante un día caluroso de verano. Si la temperatura ambiente fuera de 36'5 ºC los soldados del tanque no distinguirían a un hombre inmóvil de una roca o de un árbol.
Además, si con ese aparato pueden detectar al enemigo, éste podría hacer lo mismo con el tanque utilizando un pequeño (y muy barato) aparato de infrarrojos similar, con lo cual quedaría inutilizada la "capa de invisibilidad".
Saludos.

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Imagino que sabes que cuando escribes un comentario en el blog, inmediatamente lo recibo en mi buzón electrónico: fíjate qué maravillosa es la tecnología que al mismo tiempo que me llega tu comentario, google me envía anuncios de empresas de venta de instrumentos de termografía; en ellos acabo de leer que unos detectores de infrarrojos tienen una precisión de 0,1 ºC. Recuerda que 37 ºC es la temperatura media del cuerpo; pero cada una de órganos tiene diferente temperatura y por eso pueden apreciarse las distintas partes del organismo. En cualquier caso; probablemente en un cálido desierto y al mediodía, un detector de infrarrojos puede no ser una buena solución. Pensemos en otra (y seguro que los diseñadores militares será más hábiles que yo): estimo en cuatro o cinco metros cuadrados la sección frontal de un tanque y supongo que la dificultad de camuflaje es proporcional a dicha sección; supón ahora que hemos vuelto invisible al tanque y sólo dejamos visible un visor cuya sección mide cuatro centímetros cuadrados, la dificultad del camuflaje sería (4 m2 / 4 cm2) diez mil veces menor. Si además supones que el visor se sitúa a una altura de medio metro del suelo y de un color más o menos amarillento (como la arena del desierto)… no podemos decir que el tanque sea totalmente invisible, pero casi.

Afectuosos saludos de Epi

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

En 2003 el matemático chileno Gunther Uhlmann formuló las ecuaciones matemáticas que detallan las propiedades que debería tener un material para que no absorbiera ni reflejara la luz y para que, por tanto, fuera invisible.
Como puedes comprobar, detrás de los experimentos existe sólida teoría.

Saludos cordiales

C. Armesto dijo...

Estimada amiga

1º Además del camaleón, en la nube puedes encontrar fotos de multitud de animales miméticos; yo tengo preferencia por el pulpo imitador (Thaumoctopus mimicus) capaz de imitar a más de una docena de animales distintos.

2º Entiendo que identificas el mimetismo (asemejarse a otro organismo o al entorno) con el camuflaje (asemejarse al entorno): no lo hagas, aunque ambos términos guardan relación no son sinónimos.

Saludos cordiales

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

No necesitas recurrir a compuestos sintéticos más o menos raros; el ópalo (óxido de silicio hidratado) es un cristal fotónico y se comportan como tal las alas de algunas mariposas.

Saludos

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Un cristal fotónico -escrito con palabras técnicas- es un material (no absorbente) cuyo índice de refracción (o constante dieléctrica) es periódico en el espacio.

Saludos