Was ist ein Metamaterial?

Ein metamaterial ist ein Material mit den speziellen Eigenschaften, die von seiner Struktur eher als sein chemischer Aufbau abgeleitet werden. Die bekanntesten metamaterial sind Materialien mit einem negativen Brechungskoeffizienten und bedeuten sie, bilden helle Schlaufe „die falsche Weise“ - d.h., deutlich mehr als jedes mögliches Material mit einem positiven Brechungskoeffizienten.

Alle Materialien fanden in der Natur haben einen positiven Brechungskoeffizienten. Negative Brechungskoeffizient-Materialien haben Anwendungen „superlenses“ - in den speziellen Objektiven mit dem Potenzial, die Eigenschaften zu lösen, die des sichtbaren Lichtes kleiner als die Wellenlänge sind, und mögliche Unsichtbarkeitmäntel, die sichtbares Licht glatt um einen Gegenstand eher als verweisen, ihn herkömmlich aufsaugend oder reflektierend. Diese Materialien konnten im plasmonics, ein exotischer neuer Bereich auch benutzt werden der rechnenverantwortlichen Fördermaschinen der Wellen dieser Großtatdichte für Berechnung.

Die meisten metamaterials werden für Anwendungen in Bezug auf Elektromagnetismus und Optik, wie Lichtstrahl steerers, Modulatoren, Bandpassfilter, Objektive, etc. verwendet. Sie wiederholen Rasterfelder der zellularen Bestandteile, mit einem Zellengröße, der dem der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung ungefähr gleich ist, die sie versuchen, mit zu bearbeiten. So würde ein metamaterial entworfen, um Mikrowellen umzuleiten Zellen in der Millimeterstrecke, während ein metamaterial bestimmt für Optikanwendungen viel kleinere Zellen haben würde, um die 380 Nanometer - 780 Nanometer Strecke haben.

Metamaterials sind häufig mit Nanotechnologie verbunden, weil die kleinen wiederholenden Zellenstrukturen, die für Optikanwendungen benutzt werden, in den Nanometern gemessen werden. Die Schaffung von metamaterials kann die neuen Herstellungsmethoden erfordern, ermöglicht nur durch Nanotechnologie. Da Nanotechnologie in die kommenden Dekaden weiterkommt, entriegelt sie neue metamaterials und senkt ihre Kosten.

Es gibt mindestens eine bekannten natürlichen metamaterial (aber keine natürlichen metamaterials mit einem negativen Brechungskoeffizienten): der Opal. Der Opal besteht aus Cristobalite, einem Hochtemperaturpolymorphen körper des Quarzes und dem Tridymite, der in den vulkanischen Eruptionen produziert wird. Das resultierende Material besteht eine große Anzahl kleine Mineralzellen, die ständig in Beziehung zu anderen stolpern und am vorstehendsten verursacht den Makroskalaeffekt einer schönen Anzeige der mehrfachen Farben, ein leuchtendes Blau.