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Se presenta la primera pantalla holográfica estirable
Uno de los grandes avances de la ciencia de los materiales en los últimos años ha sido el desarrollo de metamateriales y metasuperficies con propiedades ópticas que no se encuentran en la naturaleza. Estos materiales contienen elementos repetitivos que interactúan con ondas electromagnéticas para reflejar, doblar y distorsionar la luz.
De esta forma, los investigadores han construido materiales con índice de refracción negativo, lentes de súper resolución e incluso capas de invisibilidad. El mismo tipo de trucos también son posibles con superficies reflectantes. Los investigadores han creado metasuperficies que actúan como lentes planas, generadores de rayos de vórtice e incluso como hologramas generados por computadora.
Y eso plantea una pregunta interesante: ¿cuánto más lejos pueden los científicos de materiales llevar esta tecnología?
Hoy lo descubrimos gracias al trabajo de Stephanie Malek y sus amigos en la Universidad de Pensilvania en Filadelfia. Imprimieron un holograma en una metasuperficie y mostraron cómo cambia a medida que se estira la película. El trabajo señala el camino hacia un nuevo tipo de pantalla que cambia la información que muestra a medida que se extiende.
Las metasuperficies son simples en teoría. La idea es que una serie de diminutas varillas conductoras puedan influir en la forma en que la luz se refleja en ellas. Al variar espacialmente la orientación de las varillas, es posible crear patrones en la luz reflejada. A partir de ahí, se trata de un cálculo informático sencillo para averiguar cómo organizar las varillas conductoras para crear un holograma.
La primera tarea es crear una matriz de nanobarras de oro e incrustarlas en una película flexible, en este caso una especie de polímero similar a una lente de contacto llamado PDMA. Malek y compañía hacen esto cubriendo una oblea de silicio con plástico y luego usando fotolitografía para tallar el patrón deseado.
Luego recubren el plástico restante con oro y luego vierten PDMA sobre la superficie para que forme una capa que cubra las barras de oro y llene los espacios entre ellas.
Finalmente, el equipo retira esta capa de PDMA y se lleva consigo las nanovarillas de oro. El resultado es una fina capa de PDMA que contiene nanovarillas de oro en el patrón que crea el holograma deseado.
Malek y compañía van un poco más allá al crear un holograma que contiene dos o más imágenes que aparecen a diferentes distancias de la superficie. Luego muestran que estirar la capa cambia la distancia entre los nanorods, agrandando los hologramas y cambiando su distancia de la película.
Eso crea un efecto interesante. Cualquiera que mire el holograma desde una distancia específica verá que el primer holograma se transforma en el segundo y luego vuelve de nuevo a medida que la película se estira y se relaja. Al estirarse, estos dispositivos pueden cambiar la imagen holográfica mostrada entre múltiples imágenes distintas, dicen Malek y compañía.
El equipo ha probado la idea con una serie de hologramas que muestran un uno seguido de un dos, un círculo seguido de un cuadrado seguido de un triángulo, etc.
Y eso sugiere que la tecnología podría usarse para un tipo de pantalla completamente nuevo. Los hologramas de metasuperficies estirables pueden resultar útiles para aplicaciones como la realidad virtual, las pantallas planas y la comunicación óptica, dicen Malek y compañía, quienes ya han demostrado una metasuperficie estirable que funciona como una lente de zoom, aumentando la ampliación en 1,7 veces a medida que se estira.
Parece que las metasuperficies finalmente están cerca del mundo comercial. Estaremos interesados en ver cómo este y otros desarrollos aparecen en el mercado.
Ref: arxiv.org/abs/1702.03810 : Tensión de hologramas de metasuperficies multiplexados en un sustrato estirable