¿Qué es un metamaterial?
Un metamaterial es un material con propiedades especiales derivadas de su estructura en lugar de su composición química. Los metamateriales más conocidos son materiales con un índice de refracción negativo, lo que significa que hacen que la luz se dobla "de la manera incorrecta", es decir, significativamente más que cualquier material con un índice de refracción positivo.
Todos los materiales que se encuentran en la naturaleza tienen un índice de refracción positivo. Los materiales de índice de refracción negativo tienen aplicaciones en "superlensas": lentes especiales con el potencial de resolver características más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible y las posibles capas de invisibilidad que dirigen la luz visible suavemente alrededor de un objeto en lugar de absorberla o reflejarla convencionalmente. Estos materiales también pueden usarse en Plasmonics, una nueva área de computación exótica que explota ondas de densidad en portadores de carga para los cálculos.
La mayoría de los metamateriales se utilizan para aplicaciones relacionadas con el electromagnetismo y la óptica, como los ministros de haz, los moduladores, el filtro de paso de banda, el filtro de paso de bandaS, lentes, etc. Están repitiendo cuadrículas de componentes celulares, con un tamaño celular aproximadamente igual a la de la longitud de onda de la radiación electromagnética con la que están tratando de trabajar. Por lo tanto, un metamaterial diseñado para redirigir las microondas tendría células en el rango de milímetro, mientras que un metamaterial diseñado para aplicaciones ópticas tendría células mucho más pequeñas, alrededor del rango de 380 nm - 780 nm.
Los metamateriales a menudo se asocian con la nanotecnología porque las pequeñas estructuras de células repetidas utilizadas para aplicaciones ópticas se miden en nanómetros. La creación de metamateriales puede requerir nuevos métodos de fabricación, posibles solo a través de la nanotecnología. A medida que avanza la nanotecnología en las próximas décadas, desbloqueará nuevos metamateriales y reducirá su costo.
Hay al menos un metamaterial natural conocido (pero no hay metamateriales naturales con un índice de refracción negativo): el ópalo. El ópalo yoS compuesto por Cristobalita, un polimorfo de alta temperatura de cuarzo y tridimita producida en erupciones volcánicas. El material resultante se compone de una gran cantidad de pequeñas células minerales que constantemente caen en relación con otro, creando el efecto macroescala de una hermosa exhibición de múltiples colores, más prominentemente un azul brillante.