華裔科學家研制的“隱身衣”有望問世

2015/06/26 09:53:02 2164 用手機打開作者:世貿通移民 在線咨詢

　　美國移民生活：把一雙筷子放入水杯，水面下的部分會稍微彎曲，但水面上、下部分在傾斜方向上還是一致的;如果把一雙筷子放入“負折射率”超材料中，你會看到超材料中的筷子完全“折斷”，即與空氣中的筷子傾斜角度相反……這就是超材料的神奇之處。昨天，美國華裔科學家、亞利桑那大學物理系教授辛皓做客科學會堂，在上海科協大講壇上，介紹了他和合作者在超材料領域的最新研究成果——在實驗室裏成功研制出有源超材料，突破“隱身衣”的關鍵技術障礙。

　　所謂超材料，是指擁有自然界並不存在的性能的合成材料。其中，電磁超材料能對光(電磁波)的傳播進行非尋常的有效控制，通過人爲設計，任意設定光的折射率，包括負折射率和零折射率。本世紀初以來，超材料成爲材料科學的熱點領域，很多研究成果使人們覺得，《哈利·波特》等小說中描寫的“隱身衣”將成爲現實。

　　直到去年，實驗室裏最先進的電磁超材料仍存在三大缺陷：一是只適用于窄頻率甚至單頻率，如在紅光照射下，超材料制成的“隱身衣”能使光繞開其包裹的物體，但在另一個頻率的藍光照射下，物體就現出原形;二是材料損耗大，照射到超材料上的大部分光會被吸收，無法實現隱身效果;三是超材料具有複雜的三維結構，制造難度很大。

　　面對前兩個缺陷，辛皓所在的研究小組近期發現一種新方法：將電池供電的隧道二極管和微納米制造技術融入設計，研發出一種有源負折射率材料。它既具有讓光負折射的性能，又不會減少光的能量，反而在外接電源補充下使光的能量增強。“這是國際上首次在實驗室制備出負折射率和增益同時存在的超材料，增益能轉化爲帶寬，讓各個波段的可見光都能繞開‘隱身衣’。”辛皓說。

　　“英國媒體問我：‘在你有生之年裏，能否看到《哈利·波特》中的隱身衣問世?’我給出了肯定的回答。”辛皓告訴聽衆，在他看來，上海科研人員在研發超材料過程中，應充分利用3D打印技術，解決目前超材料的第三個缺陷，快速制造出具有複雜三維結構的材料。

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