Metamaterialien sind künstlich strukturierte Werkstoffe, deren periodische oder hierarchische Mikro- bis Nanostrukturen zu effektiven makroskopischen Eigenschaften führen, die in natürlichen Materialien nicht vorkommen, etwa negativer Brechungsindex oder auxetisches Verhalten. In den Materialwissenschaften werden elektromagnetische, akustische, thermische und mechanische Metamaterialien entwickelt, um Wellenausbreitung, Energiefluss und Steifigkeitsverteilungen präzise zu steuern und multifunktionale Systeme zu realisieren.