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 lysbøjning til "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 funktioner mindre end bølgelængden af synligt lys og mulig usynlighed kapper, der direkte synligt 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 i ladningsbærere for beregninger.
De fleste metamaterialer bruges til applikationer, der vedrører elektromagnetisme og optik, såsom bjælkestyring, modulatorer, båndpasfilterS, 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 rækkevidde.
Metamaterialer er ofte forbundet med nanoteknologi, fordi de små gentagne cellestrukturer, der bruges til optikapplikationer, måles i nanometre. Oprettelse af metamaterialer kan kræve nye fremstillingsmetoder, der kun er muliggjort gennem nanoteknologi. Når nanoteknologi skrider frem i de kommende årtier, vil det 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 iS 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.