超材料（Metamaterial），又稱特異材料,，是21世紀物理學領域出現(xiàn)的一個新的學術詞匯,，其定義是“具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料”。近些年來,，超材料在國際上引起越來越大的關注,，并正在尖端領域獲得重要應用。

　　一,、用于平面天線的超材料

　　2014年,，英國BAE系統(tǒng)公司和倫敦大學合作，創(chuàng)造了一種制造平面天線透鏡的新穎超材料,，可使電磁波通過透鏡聚焦,，從而實現(xiàn)提高天線增益和增強方向性的目的。這一突破可能使飛機,、艦艇,、無線電和衛(wèi)星天線的設計產(chǎn)生劃時代的變革。這種平面透鏡具備曲面透鏡的電磁屬性,，同時保留同樣的寬帶性能,。這種復合超材料透鏡能夠嵌入飛機的蒙皮中，是對目前的機載天線的一個重大飛躍,。使用新型平面天線技術,，可以用一個天線替換過去不同頻率工作的多個天線。超材料天線具有質量低,、靈敏度高和方向性好的優(yōu)點,，是雷達、戰(zhàn)斗機,、GPS導航系統(tǒng)的必備材料,。

　　二、捕獲微波能量的超材料

　　2013年,，美國杜克大學設計了一種能量采集器,，可調諧捕捉到的微波信號。能量采集器的關鍵在于應用了超材料,，其人工設計結構可以捕捉各種形式的波能并調諧為可用能量,，其能量轉換效率接近于太陽能電池。此無線能量采集器件可將微波信號轉換為直流電壓,，為手機電池或其他小型電子設備充電,。能量采集器工作原理與將光能轉換為電能的太陽能電池相似,。這種通用能量采集器可以采集其他能源的信號，包括衛(wèi)星信號,、聲波信號或Wi-Fi信號,。超材料結構電路還可用于其他類型的能量采集，如振動能和聲能,。這種超材料能量采集器可以制作到手機上,，在閑置時允許手機無線充電。

　　三,、具備隱身功能的超材料

　　2014年,，美國中佛羅里達大學科學家創(chuàng)造了被稱為超材料的人造納米結構，可以使光彎曲,。在一個物體周圍控制和彎曲光線從而使肉眼難以看到物體,。天然材料不可能將光線彎曲，這種人造納米結構超材料卻可以實現(xiàn)此功能,，在3維空間通過結構操縱、控制電磁響應實現(xiàn)對光的精確控制,。利用此技術可以使戰(zhàn)斗機隱身于探測系統(tǒng),，不被雷達發(fā)現(xiàn)。

　　最近幾年,，國際上還開發(fā)出各種各樣的物理隱形衣,。除了光學隱形衣使對象難以看到，還開發(fā)出其他類型隱形衣可以讓熱或聲音不受影響地穿過,；還報道開發(fā)出了一個全新的力學隱形衣,，它使對象難以觸摸到。這種隱形衣由聚合物超材料制成,，是一種亞微米精度結構的晶體材料,，由針形錐體組成。對此結構,，手指或測量儀器無法感受到它的存在,。

　　四、寬帶太赫茲通信用超材料

　　2014年,，美國能源部Ames實驗室驗證了采用超材料可產(chǎn)生寬頻帶太赫茲（THz）電磁波,。THz電磁波位于電波（如微波和無線電波）和光波（如紅外和紫外波）之間的中間頻帶。此發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)無損成像和傳感技術,，使THz速率的信息通信,、信息處理和存儲成為可能。