Qu'est-ce qu'un métamatériau?
Un métamatériau est un matériau possédant des propriétés spéciales, dérivé de sa structure plutôt que de sa composition chimique. Les métamatériaux les plus connus sont les matériaux à indice de réfraction négatif, ce qui signifie qu'ils font plier la lumière "dans le mauvais sens", c'est-à-dire beaucoup plus que tout matériau à indice de réfraction positif.
Tous les matériaux trouvés dans la nature ont un indice de réfraction positif. Les matériaux à indice de réfraction négatif ont des applications dans les "superlentilles" - des lentilles spéciales pouvant résoudre des problèmes plus petits que la longueur d'onde de la lumière visible, ainsi que des capes d'invisibilité qui dirigent la lumière visible en douceur autour d'un objet plutôt que de l'absorber ou de la réfléchir de manière conventionnelle. Ces matériaux pourraient également être utilisés dans la plasmonique, un nouveau domaine informatique exotique qui exploite les ondes de densité dans les porteurs de charge pour les calculs.
La plupart des métamatériaux sont utilisés dans les applications liées à l'électromagnétisme et à l'optique, tels que les orienteurs de faisceau, les modulateurs, les filtres passe-bande, les lentilles, etc. Ce sont des grilles répétitives de composants cellulaires, avec une taille de cellule à peu près égale à celle de la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique. ils essaient de travailler avec. Ainsi, un métamatériau conçu pour rediriger les hyperfréquences aurait des cellules millimétriques, alors qu'un métamatériel conçu pour les applications optiques aurait des cellules beaucoup plus petites, comprises entre 380 et 780 nm.
Les métamatériaux sont souvent associés aux nanotechnologies car les minuscules structures cellulaires répétitives utilisées pour les applications optiques sont mesurées en nanomètres. La création de métamatériaux peut nécessiter de nouvelles méthodes de fabrication, rendues possibles par la nanotechnologie. À mesure que la nanotechnologie progressera au cours des prochaines décennies, elle permettra de débloquer de nouveaux métamatériaux et de réduire leurs coûts.
Il existe au moins un métamatériau naturel connu (mais pas de métamatériaux naturels à indice de réfraction négatif): l'opale. L'opale est composée de cristobalite, un polymorphe de quartz et de tridymite à haute température produit lors d'éruptions volcaniques. Le matériau qui en résulte est constitué d’un grand nombre de minuscules cellules minérales qui se déforment constamment, créant ainsi l’effet à grande échelle d’un bel affichage de plusieurs couleurs, le plus souvent d’un bleu brillant.