La metaottica è un campo della scienza e della tecnologia che si occupa dello studio e dello sviluppo di materiali e tecnologie ottiche avanzate. Se dovessi descriverla in pochissime parole (rischiando bacchettate dai puristi)? Direi che la meta-ottica cambierà i nostri attuali specchi e lenti con cui realizziamo i sistemi ottici, e li sostituirà con nanomateriali.
Con i suoi sviluppi sempre più avanzati arriveremo a livelli senza precedenti. Supereremo i paradigmi ottici che utilizziamo da 3000 anni per le nostre interfacce visive uomo-macchina, come le fotocamere dei nostri telefoni, i microscopi, i droni e i telescopi.
Grazie alla scoperta di materiali con indice di rifrazione negativo che possono creare lenti perfette, questo settore è esploso negli ultimi anni. Con migliaia di nuove ricerche e pubblicazioni scientifiche ogni anno, non stento a credere che presto robot e veicoli autonomi avranno occhi in grado di vedere più di quanto sia possibile per l’occhio umano. Molto di più. La metaottica, in sintesi, trasformerà ciò che era solo fantascienza in dispositivi che useremo quotidianamente.
Qualche esempio?
Per tirare le somme di tutti gli attuali avanzamenti nel campo, Nature Photonics ha commissionato un’analisi a due grandi leader della ricerca in metaottica, Dragomir Neshev e Andrey Miroshnichenko. Vi rimando alla lettura di questa per farvi un’idea, la trovate qui.
Per riassumere molto brevemente, i due ricercatori hanno scoperto che il campo della metaottica è sull’orlo di una vera e propria valanga. Gli elementi metaottici apriranno la strada a nuove applicazioni nell’ambito dell’Industria 4.0 come l’Internet delle cose, i veicoli autonomi, i dispositivi indossabili, la realtà aumentata e il telerilevamento. Grandi aziende come Apple, Google e Samsung hanno dimostrato l’importanza di questa tecnologia investendo massicciamente nel settore e assumendo specialisti in metaottica, soprattutto per lo sviluppo di sistemi di visione. Altre aziende come Metalenz, NILT technologies e Meta Materials Inc stanno già sfruttando le proprietà della luce per creare dispositivi commerciali usati in biosensori e diagnostica. Gli autori sottolineano che le caratteristiche non convenzionali della metaottica potrebbero essere utilizzate anche per vele solari, LiFi e gestione termica.
Metaottica, le sfide da affrontare
Come tutti i campi scientifici alla vigilia di un boom, anche la metaottica ha bisogno del salto di qualità definitivo. Al momento, dicono Neshev e Miroshnichenko, quella più complessa è adattare i processi industriali alla produzione di componenti metaottici, che spesso si basano su un substrato trasparente non compatibile con l’attuale standard CMOS. E non è l’unico ostacolo. Lo studio ha rilevato anche che creare metamateriali sintonizzabili o riconfigurabili per abilitare componenti dinamici, come i pixel che cambiano colore su uno schermo televisivo, è ancora complicato.
Risolvere queste sfide aprirà la strada a una grande varietà di applicazioni. Telefoni, computer, automobili e satelliti metaottici iper miniaturizzati in grado di interfacciarsi con tecnologie di visione 3D o di realtà aumentata. In un futuro lontano saranno letteralmente la nostra “super vista”, e forse miglioreranno anche quella biologica che abbiamo in dote.
Sarà una roba mai vista (è il caso di dirlo).
