Vilka är de olika tillämpningarna av Metamaterial?

Metamaterial är laboratorieframställda material som kan böja elektromagnetiska vågor till skillnad från något annat ämne som finns i naturen. En aspekt av dem är att sådana material kan böja ljusstrålar i motsatt riktning, en egenskap som kallas negativt brytningsindex. Eftersom olika typer av metamaterial skapas med hjälp av datorer för att simulera och bygga nanoskala-strukturen, realiseras fler tillämpningar av metamaterial. De kan användas för att tillverka miniatyriserade antenner och kommunikationssystem; exakta avbildningssystem inom tillverkning, försvar och medicin; liksom att användas i militära och rymdapplikationer. Cloaking av metall har också teoretiserats för att böja ljuset runt ett objekt för att göra det osynligt.

Begreppet dessa material är baserat på elektromagnetiska vågor som påverkas av interaktion med atomer och molekyler i naturen. I en submikroskopisk skala kan specifika material ändras för att påverka beteendet hos dessa vågor tills de verkar på ett sätt som de normalt inte gör. Objekt en bråkdel av storleken på en lätt våglängd har skapats, vilket gör det möjligt att manipulera elektromagnetiska vågor i en mängd olika tillämpningar. En av tillämpningarna av metamaterial är deras användning i antenner som kan etsas på kretskort och tar mycket lite utrymme. Miniatyrenheter som använder antenner är därför möjliga, liksom mindre kretsar som styr bredbandsfrekvenser och fasförskjutning inom elektronik.

Metamaterial kan också användas i bildbehandlingssystem som arbetar med upplösningar större än gränserna för ljusvåglängdsstorlek. Användningen av metamaterial i dessa fall sträcker sig från att öka tätheten för små elektroniska komponenter till exakta medicinska avbildningssystem samt inspektionsanordningar för tillverkning. Metaytor konstruerade av elektromagnetiska vågförändringsmaterial är organiserade så att den småskaliga geometri påverkar hur vågorna rör sig. Ämnen som de är konstruerade med har inte så mycket inverkan.

Antennsystem och kommunikationselektronik i satelliter kan också innehålla metamaterial. Storleken på nyttolasten minimeras, vilket gör det lättare att starta en mindre satellit och billigare att designa och bygga den. Tillämpningar av metamaterial inkluderar också mindre säkerhetsutrustning och enheter som används av militären. Forskare har till och med använt metamaterial på teorin om cloaking eller böjning av ljus så att ett objekt blir osynligt. Hittills, från och med 2011, har ingenjörer kunnat täcka en våglängd åt gången, men har teoretiserat tillämpningar av metamaterial för att förbättra prestandan för trådlösa enheter, minneslagring och optiska linser.