Hvad er et metamateriale?

Et metamateriale er et materiale med specielle egenskaber afledt af dets struktur snarere end dets kemiske sammensætning.Det bedst kendte metamateriale er materialer med et negativt brydningsindeks, hvilket betyder, at de får lys til at bøje den forkerte måde - det vil sige markant mere end noget materiale med et positivt brydningsindeks.

Alle materialer, der findes i naturen, har et positivt brydningsindeks.Negative brydningsindeksmaterialer har applikationer i superlenser - specielle linser med potentialet til at løse indeholder mindre end bølgelængden af synligt lys og mulig usynlighed kapper, der direkte synlige lys glat omkring et objekt i stedet for at absorbere eller reflektere det konventionelt.Disse materialer kan også bruges i plasmonik, et eksotisk nyt computerområde, der udnytter densitetsbølger med ansvar for beregninger.

De fleste metamaterialer bruges til applikationer, der vedrører elektromagnetisme og optik, såsom bjælkestyrere, modulatorer, båndpasfiltere, linser osv. De gentager gitter af cellulære komponenter med en cellestørrelse omtrent lig med den af bølgelængden af elektromagnetisk stråling, de prøver at arbejde med.Så et metamateriale designet til at omdirigere mikrobølger ville have celler i millimeterområdet, mens et metamateriale designet til optikapplikationer ville have meget mindre celler, omkring 380 nm - 780 nm rækkeStrukturer, der bruges til optikapplikationer, måles i nanometre.Oprettelse af metamaterialer kan kræve nye fremstillingsmetoder, der kun er muliggjort gennem nanoteknologi.Efterhånden som nanoteknologi skrider frem i de kommende årtier, vil den låse nye metamaterialer op og sænke deres omkostninger.

Der er mindst et kendt naturligt metamateriale (men ingen naturlige metamaterialer med et negativt brydningsindeks): Opal.Opal er sammensat af cristobalit, en høj-temperatur polymorf af kvarts og tridymit produceret i vulkanudbrud.Det resulterende materiale består af et stort antal små mineralceller, der konstant tumler i forhold til en anden, hvilket skaber makroskalaeffekten af en smuk visning af flere farver, mest fremtrædende en strålende blå.