超材料透镜 是一类典型的颠覆性技术，打破传统透镜受到衍射极限的约束限制。传统光学器件无法对尺度小于半个工作光波长的物体成像，其深层物理原因是常规介质中消逝波的衰减。超材料透镜会使电磁波中的消逝波成分被放大，其中所携带的信息就可以在负折射率介质材料中传播。由负折射材料制备的平板具有成像的功能，物体发的光线会经负折射率平板前后界面两次折射后重新汇聚在一起，进而实现无衍射极限的成像。
超材料透镜在生物、材料、微电子学、光学工程领域都有急切的需求，还可应用到虚拟现实领域（VR眼镜）上。超透镜可以对病毒和DNA分子、细胞以及各种材料的显微结构等在自然环境中进行直接观察。同时，基于超材料的完美透镜可实现亚波长尺度的光刻，一旦实现将使微电子加工技术水平大幅度提高，从而进一步延续集成电路的摩尔定律。
隐身伪装、通信和声学器件领域
超材料隐身斗篷技术已开始在军事装备中获得应用，超材料隐身技术得到了各国军工界的广泛重视。超材料通过控制电磁波的散射和反射，使物体在雷达、红外线等探测手段下难以被发现。与传统隐身技术相比，超材料隐身的特点是靠导引电磁波，而不是靠吸收电磁波，因此没有目标影子，是国防军工领域的一项颠覆性技术。该技术也可应用于民用领域，如保护个人隐私等。
超材料可以用于制作高灵敏度的天线，实现更高效的信息传输。由于超材料对电磁波的高效调控，超材料天线可以用于检测微弱信号并增强天线的辐射效率。利用超材料超常的电磁性质和高度可设计的特点，人们成功实现了天线的小型化、高效、高增益、共型化、高信号选择性等优势。
由声学超材料制成的器件可作为吸音、隔音材料被应用于建筑工地或室内吸音板，实现降噪。还可以应用于医疗检查，为疾病的早期诊断提供更精确的依据。例如，通过应用超声波透射超材料能提高物质的超声波透射性，可以进行通常因超声波无法透过头骨而无法用于医学领域脑部检查。
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