Les métamatériaux, comparés à la cape invisible de Harry Potter, sont des nanostructures artificielles conçues pour manipuler les propriétés de la lumière. Cependant, l'application pratique de cette technologie dans la vie quotidienne dépend de la commercialisation du processus de fabrication qui nécessite des coûts importants.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Junsuk Rho du Département de génie mécanique et du Département de génie chimique, le chercheur Won-Geun Kim et le Ph.D. Le candidat Hongyoon Kim du Département de génie mécanique de l'Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a conçu une approche.
Leur méthode combine la nano-impression tridimensionnelle avec la technologie de co-assemblage, rapprochant ainsi les métamatériaux de leur disponibilité commerciale. Ces résultats de recherche ont été présentés dans Small .
Traditionnellement, les métamatériaux sont fabriqués en déposant des couches physiques et chimiques sur des matériaux tels que le silicium et la résine (plastique), suivi d'un processus appelé lithographie. Malheureusement, cette méthode est à la fois coûteuse et limitée en termes de matériaux applicables. Par conséquent, la communauté universitaire a récemment réorienté son attention vers la création de métamatériaux par l'assemblage de particules plutôt que par le processus coûteux de rasage de surface.
Dans cette recherche, l’équipe de recherche a utilisé une combinaison de techniques de nano-impression tridimensionnelle et de co-assemblage. Initialement, ils ont fabriqué des métamolécules ressemblant à des framboises en utilisant des nanoparticules de silice (verre) et d’or de différentes tailles. Par la suite, ces structures ressemblant à des framboises ont été empilées les unes sur les autres, aboutissant à la création réussie de métamatériaux de taille millimétrique.
Essentiellement, l'équipe de recherche a conçu une technologie de processus qui permet la production rentable de métamatériaux dans les formes souhaitées, par opposition aux méthodes conventionnelles et plus coûteuses.
Les expériences menées ont montré les capacités de contrôle de la lumière des métamatériaux générés par le processus de l'équipe. Il y a notamment eu une réduction significative de la lumière diffusée dans la région visible. Cette recherche marque la première instance de vérification des propriétés optiques de métamolécules en solution à l'aide de structures de taille millimétrique.
Cette approche permet d'observer les résultats à l'œil nu ou à l'aide d'un simple microscope, éliminant ainsi le besoin d'un équipement spécialisé pour la vérification. De plus, l'équipe a obtenu un contrôle précis des propriétés optiques en ajustant le rapport entre les nanoparticules de silice et d'or dans le métamatériau.
Le professeur Junsuk Rho, qui a dirigé la recherche, a déclaré :« Cette avancée permet la conception et la mise en œuvre de nanophotons de forme libre, dépassant les limites des processus de fabrication de métamatériaux existants. La polyvalence de cette technologie offre un large éventail de choix de matériaux, notamment des points quantiques, des particules de catalyseur. , et les polymères, ce qui le rend applicable à divers domaines allant des capteurs aux écrans en plus de la recherche sur les métamatériaux."
Plus d'informations : Won-Geun Kim et al, Fibres métamolécules autoportantes de forme libre adaptant le magnétisme optique artificiel, Petites (2023). DOI : 10.1002/smll.202303749
Informations sur le journal : Petit
Fourni par l'Université des sciences et technologies de Pohang
