I metamateriali ottici sono pronti per la distribuzione commerciale iniziale e domineranno un mercato del valore di diversi miliardi di dollari entro il 2030.

Queste sono due delle principali conclusioni dell'ultimo rapporto di mercato sulla tecnologia emergente dell'ottica e della fotonica compilato dagli analisti della società di consulenza statunitense Lux Research.

Gli autori Anthony Vicari e Michael Holman affermano che la rapida maturazione della tecnologia, che utilizza nanostrutture controllate con precisione per manipolare la luce visibile, significa che la commercializzazione è imminente.

"Si sta formando un numero crescente di startup e le grandi aziende stanno mostrando un interesse significativo, comprese partnership, investimenti e lanci di prodotti da Lockheed Martin, Intel, 3M, Edmund Optics, Airbus, Applied Materials e TDK", suggeriscono.

"I metamateriali ottici avranno un impatto sulle nicchie all'interno del mercato delle lenti nel prossimo anno", ha aggiunto l'autore principale Vicari. "La mancanza di un'infrastruttura di produzione e di progettisti di dispositivi che abbiano familiarità con la tecnologia hanno finora frenato i progressi, ma le tecnologie di progettazione e produzione sono maturate rapidamente negli ultimi anni".

Controllo completo
Sebbene i metamateriali abbiano già iniziato ad avere un impatto nello spettro radio e microonde, aiutati dall'emergere di applicazioni nelle reti 5G, l'ulteriore complessità dei progetti necessari per il funzionamento a frequenza più elevata ha finora frenato le loro controparti nel raggio visibile.

L'attenzione inizialmente si è concentrata su idee esotiche come i "mantelli dell'invisibilità" nello spettro ottico, ma esiste un enorme potenziale di mercato in applicazioni più prosaiche che sfruttano la capacità di manipolare la luce con un controllo maggiore rispetto a quanto è possibile con l'ottica convenzionale.

Con un maggiore controllo sulla direzione, la trasmissione e la focalizzazione della luce su tutti i principali assi prestazionali, i dispositivi metamateriali sono in grado di fornire nuove capacità, inclusi indici di rifrazione negativi, regolabili e complessi.

Possono anche combinare più funzioni ottiche, come correzioni di immagini di ordine superiore, in un singolo strato di dispositivo, creando prodotti più sottili e leggeri.

Il rapporto Lux Research identifica quattro caratteristiche chiave che definiscono la nuova tecnologia. Questi includono la capacità di rendere i componenti ottici molto più sottili e leggeri; l'uso di modelli digitali per la progettazione del prodotto molto più veloce; dispositivi specifici per lunghezza d'onda; e una libertà di progettazione molto maggiore.

"I metamateriali ottici forniranno un vantaggio prestazionale e un vantaggio competitivo ai primi utilizzatori che stimoleranno l'accelerazione della crescita poiché sostituiranno e completeranno l'ottica convenzionale", scrivono Vicari e Holman.

Vedono i mercati più preziosi apparire nelle fotocamere dei telefoni cellulari e negli obiettivi correttivi e affermano che sebbene ci vorrà tempo prima che i metamateriali ottici si adattino ai volumi richiesti da tali applicazioni, un'ampia gamma di applicazioni relativamente di nicchia fornirà molta domanda in nel frattempo.

"Anche se i costi di produzione stanno diminuendo rapidamente, sono ancora troppo alti e la scala di produzione è troppo piccola per molte applicazioni", afferma il rapporto. "Inoltre, ci sono solo una manciata di sviluppatori leader di questa tecnologia, che potrebbe diventare un collo di bottiglia per l'innovazione e l'adozione a breve termine".