Metamaterial adalah material dengan sifat khusus yang diturunkan dari strukturnya daripada komposisi kimianya. Metamaterial yang paling terkenal adalah material dengan indeks bias negatif, yang berarti mereka membuat pembelokan cahaya “dengan cara yang salah” – yaitu, jauh lebih banyak daripada material apa pun dengan indeks bias positif.
Bahan indeks bias negatif memiliki aplikasi dalam “lensa super” – lensa khusus dengan potensi untuk menyelesaikan fitur yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya tampak, dan kemungkinan jubah tembus pandang yang mengarahkan cahaya tampak dengan mulus di sekitar objek daripada menyerap atau memantulkannya secara konvensional. Bahan-bahan ini juga dapat digunakan dalam plasmonik, area komputasi baru yang eksotis yang mengeksploitasi gelombang densitas dalam pembawa muatan untuk komputasi.
Sebagian besar metamaterial digunakan untuk aplikasi yang berkaitan dengan elektromagnetisme dan optik, seperti beam steerer, modulator, filter band-pass, lensa, dll. Mereka mengulang grid komponen seluler, dengan ukuran sel yang kira-kira sama dengan panjang gelombang radiasi elektromagnetik. mereka mencoba untuk bekerja dengan. Jadi metamaterial yang dirancang untuk merutekan ulang gelombang mikro akan memiliki sel dalam kisaran milimeter, sedangkan metamaterial yang dirancang untuk aplikasi optik akan memiliki sel yang jauh lebih kecil, sekitar kisaran 380 nm – 780 nm.
Metamaterial sering dikaitkan dengan nanoteknologi karena struktur sel kecil yang berulang yang digunakan untuk aplikasi optik diukur dalam nanometer. Membuat metamaterial mungkin memerlukan metode fabrikasi baru, yang hanya dimungkinkan melalui nanoteknologi. Seiring kemajuan nanoteknologi dalam beberapa dekade mendatang, ini akan membuka kunci metamaterial baru dan menurunkan biayanya.
Setidaknya ada satu metamaterial alami yang diketahui – opal. Opal terdiri dari kristobalit, polimorf kuarsa dan tridimit suhu tinggi yang dihasilkan dari letusan gunung berapi. Bahan yang dihasilkan terdiri dari sejumlah besar sel mineral kecil yang terus-menerus berjatuhan dalam kaitannya dengan yang lain, menciptakan efek skala makro dari tampilan berbagai warna yang indah, yang paling menonjol adalah biru cemerlang. Penelitian tentang opal alami dan kualitas metamaterial sedang berlangsung.