Một siêu vật liệu là gì?

Một siêu vật liệu là một vật liệu có tính chất đặc biệt có nguồn gốc từ cấu trúc của nó chứ không phải là thành phần hóa học của nó.Các siêu vật liệu được biết đến nhiều nhất là các vật liệu có chỉ số khúc xạ âm, có nghĩa là chúng làm cho ánh sáng uốn cong sai cách - nghĩa là, nhiều hơn bất kỳ vật liệu nào có chỉ số khúc xạ dương. Tất cả các vật liệu được tìm thấy trong tự nhiên có chỉ số khúc xạ dương.Vật liệu chỉ số khúc xạ tiêu cực có các ứng dụng trong các siêu thị - ống kính đặc biệt có khả năng giải quyết các tính năng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy và các áo choàng vô hình có thể nhìn thấy trực tiếp ánh sáng hiển thị xung quanh một vật thể thay vì hấp thụ hoặc phản xạ nó theo quy định.Những vật liệu này cũng có thể được sử dụng trong plasmonics, một khu vực điện toán mới kỳ lạ khai thác sóng mật độ trong các chất mang điện cho tính toán., ống kính, v.v. Chúng đang lặp lại các lưới của các thành phần tế bào, với kích thước tế bào gần bằng với bước sóng của bức xạ điện từ mà chúng đang cố gắng làm việc.Vì vậy, một siêu vật liệu được thiết kế để định tuyến lại vi sóng sẽ có các tế bào trong phạm vi milimet, trong khi một siêu vật liệu được thiết kế cho các ứng dụng quang học sẽ có các tế bào nhỏ hơn nhiều, khoảng 380nm - 780nm.Các cấu trúc được sử dụng cho các ứng dụng quang học được đo bằng nanomet.Tạo siêu vật liệu có thể yêu cầu các phương pháp chế tạo mới, chỉ có thể thực hiện thông qua công nghệ nano.Khi công nghệ nano tiến triển trong những thập kỷ tới, nó sẽ mở khóa các siêu vật liệu mới và giảm chi phí của chúng. Có ít nhất một siêu vật liệu tự nhiên được biết đến (nhưng không có siêu vật liệu tự nhiên nào có chỉ số khúc xạ âm): opal.Opal bao gồm cristobalite, một loại đa hình nhiệt độ cao của thạch anh và tridymite được tạo ra trong các vụ phun trào núi lửa.Vật liệu kết quả được tạo thành từ một số lượng lớn các tế bào khoáng nhỏ liên tục bị ảnh hưởng trong mối quan hệ khác, tạo ra hiệu ứng quy mô vĩ mô của một màn hình đẹp của nhiều màu sắc, nổi bật nhất là màu xanh rực rỡ.