I metamateriali elettromagnetici sono composti progettati per avere proprietà strutturali e chimiche uniche che non sono naturali per i materiali stessi. Vengono create superfici in nanoscala che possono influenzare la reazione del metamateriale alla luce ordinaria, così come altri tipi di radiazioni come le radiazioni a microonde dal fatto che le caratteristiche strutturali sono di dimensioni inferiori rispetto alla lunghezza d’onda effettiva della radiazione. Le proprietà che tali metamateriali elettromagnetici sono spesso creati per visualizzare includono effetti dielettrici unici, nonché un indice di rifrazione negativo con metamateriali d’argento, che potrebbe essere utilizzato per creare una superlente che potrebbe risolvere caratteristiche di dimensioni di pochi nanometri o essere utilizzata per visualizzare l’interno di oggetti non magnetici.
Mentre i metamateriali elettromagnetici hanno una vasta gamma di potenziali applicazioni, l’obiettivo di gran parte della ricerca su tali materiali a partire dal 2011 è stato nell’ingegneria delle microonde per antenne avanzate e altri sistemi magnetici. Questi materiali strutturati artificialmente sono in grado di sviluppare caratteristiche di magnetismo in presenza di campi a microonde o campi a infrarossi terahertz che esistono direttamente tra la gamma delle microonde e della luce visibile dello spettro elettromagnetico (EM). Tali materiali sarebbero altrimenti non magnetici e la stimolazione di questa proprietà in essi viene definita in fisica come creazione di un comportamento della mano sinistra (LH). La creazione di un tale comportamento in dispositivi non magnetici sarebbe strumentale nella produzione di filtri avanzati ed elettronica di sfasamento o sfasamento.
L’uso dei metamateriali miniaturerebbe ulteriormente i componenti elettronici, oltre a rendere i circuiti e le antenne più selettivamente ricettivi o impermeabili alle varie bande della gamma EM. Un esempio di un’applicazione per un livello più fine di controllo sulle onde elettromagnetiche sarebbe nella tecnologia del sistema di posizionamento globale (GPS) che potrebbe trasmettere o bloccare un segnale di posizionamento più preciso di quanto sia attualmente possibile negli ambienti militari di mira e disturbo. Questa capacità migliorata è resa possibile dal fatto che i metamateriali elettromagnetici sono una forma materiale strutturata artificialmente che interagisce e controlla le onde elettromagnetiche ambientali, rendendo i materiali sia trasmettitori che ricevitori.
I tipi di metamateriali che dimostrano queste proprietà hanno caratteristiche strutturali progettate alla scala dell’angstrom, o con una dimensione di circa un decimo di nanometro. Ciò richiede sforzi congiunti da parte di diversi campi della scienza per costruire tali materiali, tra cui fisica, chimica e ingegneria in nanotecnologia e scienza dei materiali. I metalli oro, argento e rame, così come i plasmi e i cristalli fotonici sono materiali che sono stati utilizzati nella costruzione di tali metamateriali elettromagnetici e, con il progredire della scienza, gli usi dei metamateriali trovano applicazioni crescenti nel campo dell’ottica. Si teorizza che alla fine una forma di campo di invisibilità elettromagnetica potrebbe essere generata da tali metamateriali, in cui la luce visibile potrebbe essere piegata attorno ad essi per nascondere la loro presenza.