NYHET De kan böja ljus, styra ljud och ge material helt nya egenskaper. Metamaterial är ett av de mest omtalade forskningsfälten inom fysik just nu. Dess framtidspotential engagerar forskare över hela världen och lyftes nyligen på ett Nobelsymposium i Umeå.
Metamaterial är ett forskningsfält som utvecklas snabbt. Samtidigt som forskare experimenterar med nya typer av metamaterial växer också intresset för hur idéerna kan användas inom helt andra discipliner.
ImageMattias PetterssonVem har inte drömt om en osynlighetsmantel som den Harry Potter har? Det låter som magi, men skulle kunna bli verklighet med hjälp av så kallade metamaterial.
Sommaren 2026 samlades några av världens ledande forskare inom området i Umeå för ett Nobelsymposium om metamaterial. Organisatör var Nicolò Maccaferri, universitetslektor vid Umeå universitet. Han forskar om dessa speciella material, som under de senaste decennierna visat sig användbara inom allt från telekommunikation till medicinsk teknik.
– Till skillnad från de flesta andra material avgörs metamaterialens egenskaper inte främst av vilka atomer och molekyler de består av, utan hur de är uppbyggda, säger Nicolò Maccaferri.
Han jämför det med ett musikinstrument: hur det låter beror inte bara på om det är gjort av exempelvis trä eller metall utan också vilken form det har.
Nyligen publicerade han tillsammans med internationella forskarkollegor en kommentar i tidskriften Nature Materials där de beskriver hur forskningsfältet inspirerat ett helt nytt sätt att tänka kring vetenskapliga problem.
Begreppet metamaterial introducerades i slutet av 1990-talet. Det bygger på idén att väldigt små strukturer (mindre än en våglängd) kan användas som byggstenar för att ge material förmågan att styra vågor – elektromagnetiska, akustiska eller seismiska – på ett sätt som inte förekommer i naturen.
– I stället för att bara utgå ifrån vad ett material har för naturliga egenskaper frågar vi oss vad vi vill att det ska göra och sedan designar vi strukturen därefter, säger Nicolò Maccaferri.
Figuren visar hur metamaterial ersätter naturens egna byggstenar med konstruerade strukturer. Det gör det möjligt att designa material med helt nya funktioner.
ImageAlexander Dmitriev, Göteborgs universitetIntresset för metamaterial tog fart när forskare visade att strukturerna i princip kan utformas så att ljus leds runt ett objekt, vilket skulle kunna göra det osynligt.
Redan i dag finns många lovande exempel på tillämpningar av metamaterial. De kan användas för att göra väldigt tunna kameralinser, effektivare solceller, bättre skärmar och känsliga sensorer. De kan också styra ljud och ultraljud, vilket kan vara värdefullt bland annat för att minska buller och inom medicinsk bilddiagnostik.
– Det som fascinerar mig mest är möjligheterna inom hälso- och sjukvård och sensorer. Tänk dig små, billiga sensorer som snabbt upptäcker tidiga tecken på sjukdomar, övervakar miljön eller kontrollerar kvaliteten på livsmedel, säger Nicolò Maccaferri.
Han ser också stor potential inom kommunikationsteknik, där smarta ytor kan hjälpa till att styra trådlösa signaler mer effektivt i byggnader, städer och framtidens kommunikationsnät.
Forskningsfältet har dessutom gett upphov till ett nytt sätt att se på material och teknologi i stort. I Nature Materials beskriver forskarna det som ”the meta way of thinking”. Det började med forskning om ljus- och ljudvågor, men sprids nu till många andra områden som mekanik, kemi, biologi och datavetenskap.
– Det uppmuntrar forskare att ställa djärva frågor som “tänk om” och ”varför inte”. Det handlar inte längre bara om att beskriva naturen utan också utforska möjligheter bortom det som tidigare har ansetts vara omöjligt, säger Nicolò Maccaferri.
