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· 神奇隐形衣用啥做?
“左手材料”!
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  2008 年 10 月 13 日 星期
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神奇隐形衣用啥做?“左手材料”!
  披上件隐形斗篷,瞬间遁形,一直是科幻作品中最让人心生羡慕的情节之一。前天,由省科协主办的第二届江苏省青年科学家年会微波、毫米波与光波技术会议在南京理工大会召开。而专家科研成果中的“左手材料”最为引人关注,因为有可能造成隐身效果的神秘材料或许就藏在其中。

  南京大学物理系的功能材料学专家祝世宁院士告诉记者,哈利·波特的斗篷并不仅仅是电影虚构的情节,从科学理论上来讲,它完全可以实现,这些年,包括南京科学家在内的世界科学家在“隐身材料”的研究方面已取得了长足的进步。

  隐身

  让光线绕着物体走

  祝世宁院士告诉记者,人之所以能看到物体,是因为光射到物体上后,被物体阻挡并反射到人的眼睛。因此,要使一个物体达到隐身的效果,有两种方法,一种是吸收光源,另一种方法,是让光“绕道走”,那么光线就不会产生反射。而科学家们更倾向使用第二种方法来制造隐身材料。

  专家告诉记者,完美的隐身衣应该是既不反射也不吸收电磁波,而是让电磁波转弯,绕着物体走,这样物体就隐身了。这就像小溪里的流水,经过一块石头时,溪流会绕过石头后再合拢,继续向前,就像没有遇到过石头一样。

  据了解,目前专家们设计出具有独特环形结构、具有“颠覆”意义的、人工合成的“左手材料”,能够改变光线的折射率。左手材料通过合理的设计,光的折射率可以人为控制,这也使得隐形的愿望可期,当然要找到完美的“左手材料”设计思路,是件相当困难的事情。

  难点

  还做不到肉眼下隐形

  祝世宁院士说,制造隐身衣的一个问题是,目前的隐身技术只能实现在某一个频率上隐形。至今还没有人发现能让物体对我们的眼睛能看到的范围很广的光波长上隐形,而且在可见光下隐形也是一大挑战。我们都知道光又分赤橙红绿青蓝紫,目前的隐身材料尚不能在全部的光段下实现真正的隐形。

  而要制成真正意义上的“隐衣斗篷”,最重要的是让隐身材料能够真正适应“赤橙黄绿青蓝紫”。前不久,祝世宁的同学、华裔科学家张翔教授在世界范围内引起了关注,因为他所在的科研小组开发出一种新型材料,可在纳米尺度上让可见光和近红外光弯曲。

  祝世宁院士表示,随着科技的进步,“隐形衣”在不久的将来一定会问世,首先用于军事上,不过也不排除在将来和我们今天穿的衣服一样普及的可能。当然,到那个时候肯定会有相关法律出台,否则,“隐形衣”想穿就穿,这个世界还不乱成一锅粥!

  利好

  “完美透镜”先问世

  祝世宁院士表示,隐形材料还有比“隐身衣”重要得多、影响深远得多的用途。这就是运用隐形材料做成“完美透镜”——负折射透镜。

  专家告诉记者“左手材料”和物理学中电磁波传播遵循的“右手定律”背道而驰,举个例子来说,在自然界,光线折射遵循折射定律,总是沿正折射角方向折射,但是面对这种材料,光线将会沿负折射角方向折射,到了另外一边,形成“负折射”。

  专家指出,假如说“隐身衣”是想让别人看不到你,那么负折射透镜就是让你看到别人看不到的东西。负折射透镜有望给生物学等科研领域带来重大变化,这对于研究病毒入侵细胞的机制、新药筛选等都会产生重大影响。

  快报记者 安莹

  华裔科学家

  领导研究隐形衣

  加州伯克利大学校长、美国国家科学基金会纳米科学与工程技术中心主任、华裔科学家张翔所在的科研小组在不久前出版的《科学》和《自然》杂志上报告说,其研究者开发出一种新型材料,可在纳米尺度上让可见光和近红外光弯曲,假如下一步能在正常尺度上实现这一奇观,科幻世界中的神奇隐形效果就有望成为现实。

  张翔说,现在的透镜,只要是用自然材料制成的,也就是说折射率为正,都面临物理上的衍射极限,目前的衍射极限最低在200纳米到300纳米。负折射材料制成的透镜则能突破这个极限。“我们的研究小组已经成功做到使衍射极限降低到大约30纳米,而且从理论上讲还可以降低至5纳米到6纳米。”张翔兴奋地说。

  这意味着什么呢?他进一步解释说,假如说“隐身衣”是想让别人看不到你,那么负折射透镜就是让你看到别人看不到的东西。他预测说:“在未来大概3年到5年间,这样的透镜就会面世。”张翔的研究小组在研发隐形材料的同时,也在进行成果的转化应用,首选的应用领域就是这种新型透镜。(新华网)

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