メタマテリアルとは何ですか？

メタマテリアルは、化学組成ではなく構造に由来する特別な特性を持つ材料です。 最もよく知られているメタマテリアルは、負の屈折率を持つ材料です。つまり、光が「間違った方向」に曲がる、つまり、正の屈折率を持つ材料よりもはるかに大きくなります。

自然界にあるすべての材料は、正の屈折率を持っています。 負の屈折率材料は、「スーパーレンズ」に用途があります-可視光の波長よりも小さい特徴を解決する可能性のある特殊レンズ、および可視光を従来のように吸収または反射するのではなく、物体の周囲にスムーズに導く不可視マント これらの材料は、計算のために電荷キャリアの密度波を利用する計算の新しいエキゾチックな領域であるプラズモニクスでも使用される可能性があります。

ほとんどのメタマテリアルは、ビームステアラー、変調器、バンドパスフィルター、レンズなど、電磁気学と光学に関連するアプリケーションに使用されます。これらは、細胞成分のグリッドを繰り返し、細胞サイズは電磁放射の波長とほぼ同じです。彼らは一緒に仕事をしようとしています。 したがって、マイクロ波を再ルーティングするように設計されたメタマテリアルにはミリメートル範囲のセルがあり、光学用途に設計されたメタマテリアルには、380 nm〜780 nmの範囲のはるかに小さなセルがあります。

光学アプリケーションに使用される小さな繰り返しセル構造はナノメートルで測定されるため、メタマテリアルはしばしばナノテクノロジーに関連付けられます。 メタマテリアルを作成するには、ナノテクノロジーによってのみ可能になった新しい製造方法が必要になる場合があります。 ナノテクノロジーが今後数十年で進歩すると、新しいメタマテリアルのロックが解除され、コストが削減されます。

少なくとも1つの既知の天然メタマテリアルがあります（ただし、負の屈折率を持つ天然メタマテリアルはありません）：オパール。 オパールは、クリストバライト、火山噴火で生成された石英とトリディマイトの高温多形で構成されています。 結果として生じる材料は、非常に多数の小さなミネラルセルで構成されており、それらは絶えず別のセルと関連してタンブリングし、複数の色、最も顕著なブルーの美しいディスプレイのマクロスケール効果を生み出します。