Hva er et metamateriale?

Et metamateriale er et materiale med spesielle egenskaper avledet fra dets struktur i stedet for dens kjemiske sammensetning.Det mest kjente metamaterialet er materialer med en negativ brytningsindeks, noe som betyr at de får lys til å bøye feil måte - det vil si betydelig mer enn noe materiale med en positiv brytningsindeks.

Alle materialer som finnes i naturen har en positiv brytningsindeks.Negative brytningsindeksmaterialer har applikasjoner i superlenses - spesielle linser med potensial til å løse funksjoner mindre enn bølgelengden til synlig lys, og mulige usynlighetskrapper som retter synlig lys glatt rundt et objekt i stedet for å absorbere eller reflektere det konvensjonelt.Disse materialene kan også brukes i plasmonikk, et eksotisk nytt dataområde som utnytter tetthetsbølger som har ansvarlige bærere for beregninger.

De fleste metamaterialer brukes til applikasjoner relatert til elektromagnetisme og optikk, for eksempel strålestyrere, modulatorer, båndpassfilter, linser osv. De gjentar rutenett av cellulære komponenter, med en cellestørrelse omtrent lik den for bølgelengden til elektromagnetisk stråling de prøver å jobbe med.Så et metamateriale designet for å omdirigere mikrobølger ville ha celler i millimeterområdet, mens et metamateriale designet for optikkapplikasjonStrukturer som brukes til optikkapplikasjoner måles i nanometer.Å lage metamaterialer kan kreve nye fabrikasjonsmetoder, muliggjort bare gjennom nanoteknologi.Når nanoteknologi skrider frem i de kommende tiårene, vil den låse opp nye metamaterialer og senke kostnadene.

Det er minst en kjent naturlig metamateriale (men ingen naturlige metamaterialer med en negativ brytningsindeks): Opalen.Opalen er sammensatt av cristobalite, en høy temperatur polymorf av kvarts og tridymitt produsert i vulkanutbrudd.Det resulterende materialet består av et stort antall bittesmå mineralceller som stadig tumler i forhold til en annen, og skaper den makroskala effekten av en vakker visning av flere farger, mest fremtredende en strålende blå.