Qu'est-ce qu'un métamatériau?
Un métamatériau est un matériau avec des propriétés spéciales dérivées de sa structure plutôt que de sa composition chimique.Les métamatériaux les plus connus sont les matériaux avec un indice de réfraction négatif, ce qui signifie qu'ils font le tour de la lumière dans le mauvais sens - c'est-à-dire nettement plus que tout matériau avec un indice de réfraction positif.
Tous les matériaux trouvés dans la nature ont un indice de réfraction positif.Les matériaux d'indice de réfraction négatifs ont des applications dans les SuperLenses - des lentilles spéciales avec le potentiel de résoudre les caractéristiques plus petites que la longueur d'onde de la lumière visible et les capes d'invisibilité possibles qui dirigent la lumière visible en douceur autour d'un objet plutôt que de l'absorber ou de le refléter conventionnellement.Ces matériaux pourraient également être utilisés en plasmonics, un nouveau domaine exotique de calcul qui exploite les ondes de densité en charge pour les calculs.
La plupart des métamatériaux sont utilisés pour les applications relatives à l'électromagnétisme et à l'optique, telles que les passages à faisceau, les modulateurs, les filtres à bande pass, lentilles, etc. Ils répétent les grilles des composants cellulaires, avec une taille cellulaire à peu près égale à celle de la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique avec lequel ils essaient de travailler.Ainsi, un métamatériau conçu pour réacheminer les micro-ondes aurait des cellules dans la gamme de millimètres, tandis qu'un métamatériau conçu pour les applications optiques aurait des cellules beaucoup plus petites, autour de la gamme de 380 nm - 780 nm.Les structures utilisées pour les applications optiques sont mesurées dans les nanomètres.La création de métamatériaux peut nécessiter de nouvelles méthodes de fabrication, rendues possibles uniquement par la nanotechnologie.Au fur et à mesure que la nanotechnologie progresse au cours des prochaines décennies, il débloquera de nouveaux métamatériaux et réduira leur coût.
Il y a au moins un métamatériau naturel connu (mais pas de métamatériaux naturels avec un indice de réfraction négatif): l'opale.L'opale est composée de cristobalite, un polymorphe à haute température de quartz et de tridymite produit dans les éruptions volcaniques.Le matériau résultant est composé d'un grand nombre de minuscules cellules minérales qui tombent constamment par rapport à une autre, créant l'effet macro-échelle d'une belle affichage de plusieurs couleurs, surtout un bleu brillant.