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La qualità degli obiettivi degli smartphone ha oramai raggiunto vette molto elevate: gli utenti preferiscono scattare le foto con il proprio device mobile, invece che utilizzare una fotocamera compatta. E nel prossimo futuro, la qualità dei sensori fotografici degli smartphone potrebbero migliorare ancora di più grazie alla scoperta di team di ricercatori italiani che da anni oramai lavora alla Harvard John A. Paulson School negli Stati Uniti. Il team guidato da Federico Capasso ha realizzato delle metalenti, ovvero delle lenti sviluppate con metamateriali molto particolati. La particolarità delle metalenti è che sono sottili come un foglio di carta, più leggere rispetto a quelle di vetro e riescono a focalizzare tutto lo spettro del visibile.
Lo studio dei ricercator italiani è stata pubblicato sulla rivista Science ed è stata premiato come una delle dieci scoperte più importanti del 2016, entrando a far parte del Breakthrough of the Year 2016. Le metalenti potranno trovare applicazione in diversi campi della tecnologia: dagli smartphone fino ai telescopi e sono pronte a cambiare per sempre le nostre abitudini. Ma a rendere la scoperta ancora più interessante è il metodo e il costo di produzione delle metalenti: i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata deposito di strato atomico che già viene usato dalle aziende per la produzione dei microprocessori degli smartphone e che permetterà di contenere il costo delle metalenti.
Che cosa sono le metalenti
La scoperta del team di ricercatori italiani non è una novità in assoluto. Già in passato erano state realizzate altre matelenti, ma che funzionavano solo nello spettro dell'infrarosso e per le onde a lunga frequenza. Lo studio del team di Federico Capasso, invece, ha permesso di realizzare delle metalenti capaci di assorbire tutta la luce visibile e che possono essere utilizzate nella vita di tutti i giorni sui microscopi, telescopi, macchinette fotografiche e smartphone. La particolarità delle metalenti realizzate alla Harvard John A. Paulson School è che sono sottili come un foglio di alluminio, ma hanno la stessa resistenza delle lenti di vetro. Affinché le metalenti assorbissero l'intero spettro visibile, era necessario costruirle con un materiale molto speciale e per questo motivo gli studiosi hanno scelto il biossido di titanio, che viene utilizzato in moltissimi oggetti di uso comune. Inoltre, rispetto alle lenti normali che sono ricurve, le metalenti hanno una forma planare che permette di risparmiare un sacco di tempo in fase di produzione.
Le caratteristiche delle metalenti
Le metalenti sviluppate dal team di ricercatori guidato da Federico Capasso non sono speciali solamente perché riescono ad assorbire tutto lo spettro della luce, ma anche per le loro caratteristiche intrinseche. Infatti, sono state realizzate con delle strutture interne che hanno una grandezza nell'ordine dei nanometri e permettono di riprodurre degli ingrandimenti fino a 170 volte. Un risultato straordinario testimoniato dal premio ricevuto dalla rivista Science che ha inserito lo studio sulle metalenti tra le dieci scoperte più importanti del 2016.
Una rivoluzione nel mondo dell'ottica
Le metalenti sono pronte a cambiare per sempre il mondo dell'ottica come lo abbiamo conosciuto finora. Quando gli scienziati riusciranno a perfezionare la scoperta e a realizzare delle metalenti con la stessa qualità degli obiettivi montati adesso su smartphone, telescopi, fotocamere e microscopi si assisterà a una vera e propria rivoluzione. I dispositivi saranno molto più leggeri e la qualità delle immagini migliore. Ne sono convinti gli stessi ricercatori che non mettono limiti all'utilizzo delle metalenti: potranno essere usate in qualsiasi settore dell'ottica, favorite anche dal fatto che il prezzo di produzione sarà contenuto e accessibile a tutte le aziende.
Il settore che potrà beneficiare di più in assoluto dalle metalenti sarà la realtà aumentata: non sarà più necessario utilizzare sensori fotografici pesanti e costosi, ma basteranno delle "semplici" lenti planari.
Prima di vedere le metalenti sul mercato, però, sarà necessario aspettare ancora un po' di tempo. Le prime metalenti realizzate non offrono la stessa qualità degli obiettivi utilizzati normalmente su smartphone e telescopi e saranno necessari ancora un paio di anni di ricerca per riuscire a perfezionarle.
