Co je to metamaterial?

Metamaterial je materiál se speciálními vlastnostmi odvozenými spíše z její struktury než z chemického složení. Nejznámější metamateriál jsou materiály s negativním indexem lomu, což znamená, že lehké ohýbají „nesprávným způsobem“ - to znamená výrazně více než jakýkoli materiál s pozitivním indexem lomu.

Všechny materiály nalezené v přírodě mají pozitivní index lomu. Negativní materiály indexu lomu mají aplikace v „Superlenses“ - speciální čočky s potenciálem řešit vlastnosti menší než vlnová délka viditelného světla a možné zachycení neviditelnosti, které hladce nasměrují viditelné světlo kolem objektu, než aby jej absorbovaly nebo odrážely. Tyto materiály mohou být také použity v Plasmonics, v exotické nové oblasti výpočetní techniky, která využívá vlny hustoty v nosičích pro výpočty.S, čočky atd. Opakují mřížky buněčných složek, s velikostí buněk zhruba stejná jako velikost vlnové délky elektromagnetického záření, se kterou se snaží pracovat. Metamateriál navržený pro přesměrné mikrovlny by tedy měl buňky v rozsahu milimetrů, zatímco metamateriál navržený pro optitické aplikace by měl mnohem menší buňky, kolem rozsahu 380 nm - 780 nm.

Metamateriály jsou často spojeny s nanotechnologií, protože v nanometrech se měří malé opakující se buněčné struktury používané pro optické aplikace. Vytváření metamateriálů může vyžadovat nové způsoby výroby, které jsou umožněny pouze nanotechnologií. Jak nanotechnologie postupuje v nadcházejících desetiletích, odemkne nové metamateriály a sníží jejich náklady.

Existuje alespoň jeden známý přírodní metamateriál (ale žádné přírodní metamateriály s negativním indexem lomu): Opal. Opal iS složenou z cristobalitu, vysokoteplotního polymorfy křemene a tridymitu produkovaného v sopečných erupcích. Výsledný materiál je tvořen obrovským počtem malých minerálních buněk, které se neustále spadnou ve vztahu k jinému, a vytváří makro-měřítko efektu krásného zobrazení více barev, nejvíce prominentně brilantní modré.