metamaterial เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษที่ได้มาจากโครงสร้างมากกว่าองค์ประกอบทางเคมี วัสดุที่รู้จักกันดีที่สุดคือวัสดุที่มีดัชนีการหักเหของแสงเป็นลบหมายความว่าพวกมันทำให้แสงโค้งงอ "ผิดวิธี" - นั่นคือมากกว่าวัสดุใด ๆ ที่มีดัชนีหักเหเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญ
วัสดุทั้งหมดที่พบในธรรมชาติมีดัชนีหักเหบวก วัสดุดัชนีหักเหเชิงลบมีแอปพลิเคชั่นใน "เลนส์พิเศษ" - เลนส์พิเศษที่มีศักยภาพในการแก้ไขคุณสมบัติที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นและการล่องหนที่เป็นไปได้ที่สามารถมองเห็นแสงรอบวัตถุได้ง่ายกว่าการดูดซับหรือ วัสดุเหล่านี้อาจใช้ใน plasmonics ซึ่งเป็นพื้นที่ใหม่ที่แปลกใหม่ของการคำนวณที่ใช้ประโยชน์จากคลื่นความหนาแน่นในผู้ให้บริการที่มีประจุสำหรับการคำนวณ
metamaterials ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็กไฟฟ้าและทัศนศาสตร์เช่นลำแสงนำพาโมดูเลเตอร์ตัวกรองแถบผ่านเลนส์เลนส์ ฯลฯ พวกเขากำลังทำซ้ำกริดของส่วนประกอบของเซลล์ด้วยขนาดของเซลล์เท่ากับความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า พวกเขากำลังพยายามทำงานกับ ดังนั้น metamaterial ที่ออกแบบมาเพื่อกำหนดเส้นทางไมโครเวฟจะมีเซลล์อยู่ในช่วงมิลลิเมตรในขณะที่ metamaterial ที่ออกแบบมาสำหรับแอพพลิเคชั่นออปติกจะมีเซลล์ที่เล็กกว่ามากในช่วง 380 nm - 780 nm
Metamaterials มักจะเกี่ยวข้องกับนาโนเทคโนโลยีเนื่องจากโครงสร้างเซลล์ที่ทำซ้ำขนาดเล็กที่ใช้สำหรับการประยุกต์ใช้งานด้านทัศนศาสตร์นั้นวัดเป็นนาโนเมตร การสร้าง metamaterials อาจต้องใช้วิธีการประดิษฐ์แบบใหม่ซึ่งทำได้ผ่านทางนาโนเทคโนโลยีเท่านั้น เมื่อนาโนเทคโนโลยีก้าวหน้าไปในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้ามันจะปลดล็อก metamaterials ใหม่และลดต้นทุนลง
มีอย่างน้อยหนึ่งรู้จัก metamaterial ธรรมชาติ (แต่ไม่มี metamaterials ธรรมชาติที่มีดัชนีการหักเหของแสงลบ): โอปอล โอปอลประกอบด้วย cristobalite ซึ่งเป็น polymorph อุณหภูมิสูงของควอตซ์และ tridymite ที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟ วัสดุที่เกิดขึ้นนั้นประกอบด้วยเซลล์แร่ขนาดเล็กจำนวนมากที่มีความสัมพันธ์กันอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดเอฟเฟ็กต์ในระดับมหภาคของการแสดงผลที่สวยงามของสีหลายสีส่วนใหญ่เป็นสีฟ้าสดใส
