“隐形”有望成真(科技大观)

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“隐形”有望成真(科技大观)
丁小希
《 人民日报 》( 2010年12月15日   16 版)
从哈利·波特的隐身斗篷,到中国古代隐身术的传说,人类一直怀有“隐形”的梦想。一些国家的科学家的最新研究成果表明,人类离这个曾经的“梦想”越来越近。
据英国广播公司报道,英国圣安德鲁斯大学的科学家们最近研制出了一种薄膜式“超级材料”或称“特异介质材料”。这种材料克服了以往材料坚硬易碎的缺点,用单功能层的聚合物薄膜制出了可实现隐形的超级材料,这意味着人类向实现哈利·波特隐形斗篷的幻想又迈出了一大步。
利用超级材料实现“隐形”,是由英国两所大学的两名教授分别领导的研究小组独立研究的课题。2006年5月,伦哈特教授和潘德瑞教授等提出了利用特异介质材料改变光线传播方向从而实现隐形的理论(即“变换光学理论”)。物体之所以被人眼看见,是因其阻挡了直射的光线,令光线发生了反射。如果我们制造一种隐形材料,让光线在其表面如流水绕过岩石般一滑而过,继续保持直线传播,那么,被隐形材料覆盖的物体就不会反射出肉眼所见的光来,也就“隐形”了。海市蜃楼是自然界光线弯曲折射传播最好的例子。控制光线的折射路径是实现隐形的关键,而超级材料可以实现。
超级材料是一种人工复合材料,其工作原理是阻断并引导光线。它是采用可控制折射率的新型人工电磁介质,来实现人工控制光沿弯曲路线行进。
除了英国两名教授外,美国杜克大学的大卫·R·史密斯教授在潘德瑞的理论发表几个月后,就首次成功地让一个直径5厘米的铜圆环几乎无法被微波发现。今年3月,德国卡尔斯鲁厄大学的科学家团队成功实现三维物体隐形:实验使用一种叫“径直激光平板刻录”的技术,改变了超级材料表面不同角度的折射率,使观看隐形效果的角度达到60度。此外,美国波士顿大学和塔夫茨大学的研究人员,最近还通过黄金谐振涂层制作出了丝状材料的隐形斗篷。由于丝绸的特性,使得这种丝绸超级材料在医学领域有巨大的应用潜力。
我国著名隐形材料专家陈焕阳教授说,变换光学给了隐形研究新的自由,它甚至还可以做得更多,这正是这个领域的迷人之处。然而,不可否认的是,终极的隐形在原理上只能在很窄的频段实现,所谓的宽频隐形,都需要以其隐形效果变弱为代价。目前,还没有出现能够在可见光范围内完全实现隐形的隐身斗篷。但超级材料的隐形功能已经受到各国军事科研机构的高度重视,并在医药、科技等领域有着广阔的应用前景。