Sóng điện từ đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong công nghệ hiện đại từ
sóng radio đến tia X, là căn bản cho sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền
thông. Vì vậy, các nhà khoa học luôn muốn tìm cách điều khiển sóng điện từ một
cách tùy biến để phục vụ những mục đích khác nhau của con người. Điều này đến
nay đã không còn nằm ngoài sức tưởng tượng với sự xuất hiện và phát triển nhanh
chóng của một loại vật liệu nhân tạo mới có tên gọi là vật liệu biến hóa
(metamaterials).
Vật liệu biến hóa là vật liệu có cấu trúc nhân tạo với một số tính chất đặc trưng
chưa được tìm thấy trong vật liệu tự nhiên. Vật liệu biến hóa được cấu trúc bởi các
giả nguyên tử (nguyên tử biến hóa, meta-atoms), chúng tương tác với cả hai thành
phần điện trường và từ trường của sóng điện từ theo cách hoàn toàn khác so với các
loại vật liệu truyền thống. Do vậy, vật liệu biến hóa có thể tạo ra những tính chất mới
lạ không tìm thấy trong tự nhiên. Hiện nay, nhiều tính chất của vật liệu biến hóa đã
được chứng minh bằng cả lý thuyết và thực nghiệm bởi nhiều nhóm nghiên cứu trên
thế giới. Mặc dù vậy, những phát hiện về các tính chất mới của vật liệu biến hóa vẫn
xuất hiện mỗi ngày và có tác động lớn đến cả ngành vật lý nói riêng và các ngành
khoa học trên thế giới nói chung. Các nghiên cứu đột phá cho đến nay thường tập
trung vào vật liệu có chiết suất âm, vật liệu hấp thụ sóng điện từ, hay kết hợp hai loại
vật liệu này cho những ứng dụng cụ thể. Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ có
khả năng hấp thụ hoàn toàn sóng điện từ với kích thước rất nhỏ so với bước sóng nên
có nhiều ứng dụng trong thực tế.
