Por mais de 500 anos, os humanos dominaram a arte de refratar a luz transformando o vidro em lentes e, em seguida, dobrando ou combinando essas lentes para amplificar e clarificar imagens próximas e distantes.

Mas na última década ou mais, um grupo liderado pelo cientista Federico Capasso da Universidade de Harvard começou a transformar o campo da a³tica por engenharia de metassuperfa­cies de a³tica plana, empregando uma sanãrie de milhões de minaºsculos pilares de quartzo microscopicamente finos e transparentes para difratar e moldar o fluxo de luz da mesma forma que uma lente de vidro , mas sem as aberrações que naturalmente limitam o vidro.

A tecnologia foi selecionada como uma das 10 principais tecnologias emergentes pelo Forum Econa´mico Mundial (WEF) em 2019, que observou que essas lentes cada vez menores e mais claras logo comea§ariam a ser vistas em telefones com ca¢mera, sensores, linhas de fibra a³ptica e dispositivos médicos dispositivos de imagem, como endosca³pios.

“Tornar as lentes usadas por telefones celulares, computadores e outros dispositivos eletra´nicos menores estãoalém das capacidades das técnicas tradicionais de corte e curvatura de vidro”, de acordo com o WEF. "... Essas lentes minaºsculas, finas e planas podem substituir as volumosas lentes de vidro existentes e permitir a miniaturização de sensores e dispositivos de imagens médicas."

Agora, o professor de física da Case Western Reserve University, Giuseppe Strangi, e colaboradores em Harvard deram um passo para tornar essas "metalenses" ainda mais aºteis - tornando-as reconfigura¡veis.

Eles fizeram isso aproveitando as forças em nanoescala para infiltrar cristais la­quidos entre os pilares microsca³picos, permitindo-lhes moldar e difratar a luz de maneiras completamente novas - "ajustando" o poder de foco, disse Strangi.

Os cristais la­quidos são especialmente aºteis porque podem ser manipulados termicamente, eletricamente, magneticamente ou opticamente, o que cria o potencial para lentes flexa­veis ou reconfigura¡veis.

"Acreditamos que isso representa a promessa de revolucionar a a³tica como a conhecemos desde o século 16", disse Strangi, cujo Laborata³rio de Nanoplasma na Case Western Reserve investiga "a³tica extrema" e a "interação de luz e matéria em nanoescala", entre outros assuntos.

Atérecentemente, uma vez que uma lente de vidro era moldada em uma curva ra­gida, ela são conseguia dobrar a luz de uma maneira, a menos que combinada com outras lentes ou movida fisicamente, disse Strangi.

Os Metalenses mudaram isso, pois permitem projetar a frente de onda controlando a fase, a amplitude e a polarização da luz.

Agora, controlando o cristal la­quido , os pesquisadores foram capazes de mover essa nova classe de metalenses em direção a novos esforços cienta­ficos e tecnola³gicos para gerar luz estruturada reconfigura¡vel.

“Este éapenas o primeiro passo, mas existem muitas possibilidades de uso dessas lentes e já fomos contatados por empresas interessadas nesta tecnologia”, disse Strangi.

O artigo anunciando a descoberta foi publicado no ini­cio de agosto pela Proceedings of the National Academy of Sciences .

Strangi colaborou com vários outros pesquisadores nos Estados Unidos e na Europa, incluindo os pesquisadores da Case Western Reserve, Andrew Lininger e Jonathan Boyd; Giovanna Palermo da Universita 'della Calabria na Ita¡lia; e Capasso, Alexander Zhu e Joon-Suh Park, da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson da Universidade de Harvard.

Lininger disse que parte do problema com as aplicações atuais das metassuperfa­cies éque sua forma éfixa no ponto de produção, mas "ao permitir a reconfigurabilidade na metassuperfa­cie, essas limitações podem ser superadas."

Capasso, que foi pioneira no campo da pesquisa de a³tica plana e em 2014 publicou pela primeira vez pesquisas sobre metalenses, creditou Strangi pela ideia de infiltrar as metalenses com cristais la­quidos e disse que essa inovação representa um passo em direção a coisas ainda maiores.

"Nossa capacidade de se infiltrar de forma reproduza­vel com cristais la­quidos metalenses de última geração feitos de pilares de vidro de mais de 150 milhões de dia¢metros em nanoescala e alterar significativamente suas propriedades de foco éum pressa¡gio da ciência e tecnologia empolgantes que espero que surjam da a³tica plana reconfigura¡vel no futuro ", disse Capasso.