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視頻丨韓國合成“隱形材料”,未來將應(yīng)用于軍事設(shè)備

澎湃新聞記者 虞涵棋 綜合報道
2017-10-11 08:12
來源:澎湃新聞
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韓國合成“隱形材料”,未來將應(yīng)用于軍事設(shè)備。視頻來源:央視網(wǎng)(00:33)

據(jù)韓媒報道,韓國科學(xué)技術(shù)和信息通信部日前合成了一種“超材料”,能夠改變包括可見光在內(nèi)的電磁波,達(dá)到“隱形”的效果。

該人工納米復(fù)合結(jié)構(gòu)以特定的方式排列,能夠彎曲或吸收被覆蓋周圍的電磁波,比如可見光,使得物體看上去就像不存在一樣。

該團(tuán)隊計劃未來用這種隱形技術(shù)生產(chǎn)隱形涂料,應(yīng)用在軍事設(shè)備上。

韓國科學(xué)技術(shù)和信息通信部相關(guān)負(fù)責(zé)人Lee Hak-ju表示,其“全球前沿項(xiàng)目”的核心任務(wù)就是利用各種“超材料”,提供前所未見的產(chǎn)品。

目前軍用的“隱形”,比如隱形戰(zhàn)斗機(jī)、隱形軍艦等,指的是對雷達(dá)隱形。這些設(shè)備表面的特質(zhì)涂層吸收了雷達(dá)的電磁波,使得雷法接收不到反射電磁波。

而光學(xué)角度上的“隱身術(shù)”,即“肉眼看不到”,是人們一直以來的追求之一。即使是在魔法世界里,哈利·波特也需要一件隱身斗篷。

哈利·波特的隱身斗篷

韓國這次合成的材料,原理逃不開主流的兩種光學(xué)隱形方法:吸收或彎曲光線。其中,彎曲光線是靠負(fù)折射率的超材料實(shí)現(xiàn)的。光線遇到負(fù)折射率的超材料,就會像溪水遇到石塊一樣,自然地向兩邊繞行。光線無法觸及被超材料包圍住的物體,我們就無法看到。

正折射率和負(fù)折射率

目前,自然界已知材料的折射率都是正的。1968年,蘇聯(lián)理論物理學(xué)家菲斯拉格(Victor Veselago)從簡單的數(shù)學(xué)推導(dǎo)上預(yù)言了負(fù)折射材料的存在。

不過,這想法在當(dāng)時被視為一個數(shù)學(xué)游戲,直到2001年,加州大學(xué)圣迭戈分校在《科學(xué)》上發(fā)表論文,從實(shí)驗(yàn)角度證明特定微波波段可實(shí)現(xiàn)負(fù)折射率。

2006年,英國帝國理工學(xué)院的彭德利(John Pendry)正式提出將負(fù)折射率材料引用于光學(xué)上的隱形,并命名為“變換光學(xué)”。在這之后,“負(fù)折射率超材料”研究成為熱潮。

負(fù)折射率超材料使光線繞過物體

2013年,浙江大學(xué)的陳紅勝團(tuán)隊就對變化光學(xué)相關(guān)理論的參數(shù)進(jìn)行了簡化,運(yùn)用普通玻璃就制作了一個簡易的隱形設(shè)備:一個底面為邊長5厘米的正六邊形,高度為5厘米的柱狀玻璃結(jié)構(gòu)。該柱狀結(jié)構(gòu)被置于一個裝滿水的魚缸中,當(dāng)一尾小金魚游進(jìn)柱狀體中間時,就會消失不見,而魚缸背面的圖像并不會被金魚遮擋。

浙大“隱身”玻璃柱

不過,浙大的“隱身衣”相當(dāng)初級,只有從六邊形隱身器件正對六條棱角的方向看過去,才有比較好的隱身效果。另外,器件本身也不能隱形。

總體來講,現(xiàn)有的負(fù)折射超材料只能在較小的尺度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)隱形,而且偏向“地毯式”的隱身,即將物體隱藏在材料下面,看上去如同平整的地面。全方位無死角、可以自由活動的隱形仍十分遙遠(yuǎn)。

此外,即使實(shí)現(xiàn)了全方位無死角隱形,這些超材料也無法制作哈利·波特那樣的隱形斗篷:外面的人看不到哈利·波特,他自己卻可以看到外面的人。

    校對:張艷
    澎湃新聞報料:021-962866
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