Siêu vật liệu (metamaterials) là những vật liệu được thiết kế với cấu trúc nano để sở hữu các đặc tính không tồn tại trong tự nhiên. Từ khi khái niệm này được phát triển vào đầu những năm 2000, các nhà khoa học đã từng bước biến lý thuyết thành công nghệ ứng dụng thực tiễn. Gần đây, một số bước đột phá trong chế tạo siêu vật liệu đã mở ra tiềm năng mới cho ngành công nghệ lượng tử, radar tàng hình và thiết bị y học.

Một trong những hướng ứng dụng nổi bật là khả năng bẻ cong ánh sáng, âm thanh hoặc sóng điện từ theo những cách không thông thường. Điều này cho phép tạo ra các thiết bị "tàng hình" trong dải sóng nhất định – điều vốn chỉ có trong khoa học viễn tưởng. Mỹ và Trung Quốc đang chạy đua ứng dụng siêu vật liệu trong công nghệ quân sự, với các radar khó bị phát hiện và cảm biến tầm xa siêu nhạy.

Trong y sinh, siêu vật liệu đang được tích hợp vào công nghệ MRI và cảm biến nano sinh học, giúp cải thiện khả năng chẩn đoán và theo dõi tế bào bệnh. Các nhà nghiên cứu châu Âu cũng đang phát triển vật liệu có khả năng tự tái tạo – một dạng vật liệu sống có thể thích nghi với môi trường và phục hồi cấu trúc khi bị tổn thương.

Tuy nhiên, việc sản xuất hàng loạt siêu vật liệu vẫn còn là thách thức lớn, chủ yếu do chi phí cao và độ phức tạp trong chế tạo cấu trúc nano. Việt Nam, với các viện nghiên cứu hàng đầu như Viện Vật lý – Viện Hàn lâm KH&CN VN, đang bước đầu tiếp cận lĩnh vực này thông qua hợp tác quốc tế và đầu tư vào công nghệ in nano 3D.

Đức Tài