• El Dr. Johan Christensen ha sido nombrado recientemente líder del nuevo grupo de investigación sobre metamateriales acústicos y mecánicos de IMDEA Materiales.
• El Dr. Christensen cree que el potencial innovador de los metamateriales puede aplicarse a una serie de aplicaciones, desde la mejora de la óptica, a la mitigación de la contaminación acústica, pasando por la creación de superficies antirreflectantes para vehículos furtivos.

Desde sus primeros días como investigador predoctoral, el Dr. Johan Christensen ha estado impulsado por el deseo de ampliar el conocimiento científico.

El Dr. Christensen ha asumido recientemente un puesto en el Instituto IMDEA Materiales como investigador principal y líder del recién fundado grupo de investigación de Metamateriales Acústicos y Mecánicos.

Los metamateriales son una clase relativamente nueva de materiales sintéticos, materiales compuestos con estructuras que presentan propiedades desconocidas o poco frecuentes en los materiales naturales.

Muchas de estas propiedades inusuales son muy prometedoras para los científicos de campos tan diversos como la óptica, la aeronáutica, los sensores y las comunicaciones, entre otros.

En sus primeros años de estudio de los metamateriales, allá por 2015, el Dr. Christensen trabajaba como profesor asistente de investigación en la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU).

Y recuerda que él y sus colegas encontraron inspiración en una fuente poco probable a la hora de utilizar los metamateriales para cuestionar el orden científico establecido.

“A veces nos sentábamos juntos a mirar libros de texto que trataban conceptos científicos básicos, esas cosas que supuestamente están grabadas en piedra”, cuenta el Dr. Christensen. “Y básicamente, intentábamos desmontarlos y cuestionar esos conceptos fundamentales. ¿Qué podemos hacer para poner patas arriba el mundo de la física?”.

“Nos fijábamos en los superhéroes y supervillanos y en el tipo de habilidades o superpoderes que tenían, e intentábamos averiguar cómo podíamos reproducir esos conceptos utilizando metamateriales”.

“Queríamos hacer una física loca con estos nuevos metamateriales que te dieran respuestas que no puedes obtener con los materiales tradicionales”.

Un ejemplo destacado por el Dr. Christensen del potencial de los metamateriales es la ruptura del llamado límite de difracción. Normalmente, cuando la luz entra en contacto con un material, sufre una refracción positiva y se curva en un ángulo específico según la Ley de Snell. Lo mismo ocurre con las ondas sonoras.

Sin embargo, los metamateriales ofrecen la posibilidad de inducir un índice de refracción negativo, un fenómeno nunca visto en materiales naturales en que la luz, o las ondas sonoras, se curvan en sentido contrario.

“Este concepto de refracción negativa tiene implicaciones fascinantes”, explica el Dr. Christensen. “Por ejemplo, se ha teorizado que se podrían utilizar estos materiales para crear la lente perfecta con propiedades ópticas muy superiores a las actuales gracias a poder romper el límite de difracción”.

“Los expertos en metamateriales de hoy, sin embargo, no sólo se centran en la óptica, sino también en otras áreas de la física ondulatoria que también son muy interesantes. Mi grupo y yo hemos estado estudiando el uso de los mismos principios en el campo de la acústica”. 

“Esto tiene una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, podríamos utilizar estos metamateriales para mitigar la contaminación acústica alrededor de las autopistas o en las ciudades. O incluso la capacidad de crear superficies que no reflejen en absoluto las ondas sonoras o de radar, o que ofrezcan diferentes reflexiones desde distintas direcciones. Esto podría ser increíblemente importante para crear vehículos más sigilosos para aplicaciones militares”.

Además de su estancia en la DTU, el Dr. Christensen también ha trabajado como investigador postdoctoral en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y como investigador en la Universidad Carlos III de Madrid.

Una vez establecido en IMDEA Materiales, espera avanzar en su trabajo más reciente sobre el uso de conceptos de topología y simetría en metamateriales, como herramienta para crear propiedades acústicas y mecánicas por diseño.

Con ello, espera seguir ampliando fronteras, como ha hecho durante toda su carrera científica.

“Tengo que mencionar a mis supervisores de doctorado y de mi primer posdoctorado”, añadió el Dr. Christensen. “Me inculcaron la importancia de buscar la ciencia de alto impacto, de olfatear lo que es realmente relevante”.

“Tienes que preguntarte, en primer lugar, ¿para qué estás haciendo este trabajo? ¿Es sólo porque te gustan las ecuaciones? ¿Es sólo porque hace poco leíste un artículo sobre algo interesante? Pero si es así, entonces lo que estás pensando no puede ser tan novedoso porque alguien ya lo ha publicado”.

“Así que siempre intento tener esa mentalidad de sobrepasar los límites e intentar hacer cosas que a nadie se le hayan ocurrido hacer antes”.