Если раньше такие поверхности делали из золота или диоксида титана, и их нельзя было настраивать после изготовления, то теперь с помощью наноструктур из полимеров можно включать и выключать их, а также менять фокус. Это открывает дорогу к созданию голограмм, «материалов-невидимок», сверхчувствительных датчиков и новых методов биомедицинской визуализации.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Обычные линзы — выпуклые или вогнутые — управляют светом за счет кривизны. Они есть везде: от телескопов и радаров до фотоаппаратов и очков. Но стекло громоздкое, его сложно миниатюризировать. Плоские линзы (металинзы) решают эту проблему: они состоят из наноантенн, которые улавливают и перераспределяют свет. Проблема в том, что большинство таких поверхностей статичны — после производства их свойства уже не изменить.

В 2019 году группа Магнуса Йонссона показала, что проводящие полимеры могут стать основой для управляемых метаповерхностей. Пластик ведет себя как металл, а благодаря окислению и восстановлению его можно «включать» и „выключать“. Но по эффективности он уступал традиционным материалам. Теперь исследователи увеличили производительность в десять раз, расположив антенны так, чтобы они усиливали друг друга за счет резонанса.

Мы доказали, что полимерные метаповерхности достаточно эффективны для реального применения, — говорит Донгцин Линь, ведущий автор исследования.

Пока технология работает только с инфракрасным светом, но следующий шаг — адаптация под видимый спектр.

Этот прорыв важен по нескольким причинам:

• Гибкость — металинзы можно перестраивать, что невозможно с обычными стеклянными линзами.
• Миниатюризация — тонкие полимерные пленки заменят громоздкую оптику в компактных устройствах.
• Новые технологии — от динамических голограмм до камуфляжных покрытий и медицинских сенсоров.

Пока технология ограничена инфракрасным диапазоном. Для массового применения нужно добиться работы в видимом свете, а это потребует новых материалов или модификаций полимеров.

Ранее ученые заявили, что линзы Френеля повышают эффективность солнечных батарей.