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美研究人员造出“隐身斗篷” 可让物品隐身

来源:网络资源 2009-09-02 12:08:03

[标签:光学 阅读材料]

  美研究人员造出“隐身斗篷”可让物品隐身

  最近,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究者们,成功让置于“隐身斗篷”中的物品“消失”。

  张翔(XiangZhang)是美国加州大学伯克利分校材料科学部首席科学家和该校纳米科学和工程研究中心主任。他带领的研究团队用硅纳米材料制造了一种“斗篷”,普通的光学检测,将无法发现放置在斗篷下的物品——尽管我们依然能看到这个“斗篷”,但“斗篷”下的物品,已经“消失”得无影无踪了。当照射到一个平面的光线被“改变方向”,折射出去,就意味着这个物品在我们的视觉中隐身了。

  “我们通过使用新的纳米材料,找到了制造隐身衣的新思路”,张翔表示。“我们的‘斗篷’在光学检测下的表现,不仅表明隐身衣是可以实现的,而且也是光学视觉转换的重要一步,它打开了一扇新的研究之门,让我们能够操纵光线,制造出功能更加强大的显微镜和运算速度更快的计算机。”

  张翔团队的隐身装置,包括复合材料-复合金属材料、电介质,它非凡的“隐身”本领,更多是来自于独特的结构,而不是物质组成。张翔等人发明了两种新的纳米级材料:用银和镁的氟化物交替分成构成一种渔网状的新材料和从多孔氧化铝中生成的纳米银线。这两种材料都可以改变光线的方向,这是自然存在物所不可能具备的特性。

  尽管之前复合金属材料已经成功让“斗篷”从微波频率中隐身,但迄今为止,研究者还没有完成隐身衣的关键步骤——实现光学意义上的隐形。因为金属材料吸收了太多的光线。

  张翔和他的团队研制的新隐身“斗篷”完全由绝缘材料制造,在光学频率中,它们往往是透明的。斗篷由矩形的硅片制成。厚250纳米。这可以作为一个光波导,光线仅限于在这个垂直高度中,向前后两个方向自由传播。在纳米硅材料上,研究人员精心设计了一些孔:每个孔直径为110纳米,这就使得斗篷周围的光波发生完全弯曲,就好象喝水流过岩石一样。在《自然-材料学》上发表的实验报告中,这个隐身斗篷覆盖的区域为3.8微米左右。它表明,当光线的方向发生改变,物品的隐身是可以实现的。

  现在,隐身斗篷可以在波长1400~1800纳米之间操作,这几乎是近红外部分的电磁频谱,略长于光线,人类的肉眼可见。张翔表示,由于介质组成和设计,隐身斗篷比以前容易制造,且具有(覆盖区域)向上的拓展性。他还乐观地断言,研究者可以制造出新的材料,以更精确地制造这种隐身装置——换句话说,是实现真正意义上的视觉隐身。

  “在这个实验中,我们已经证明了光线折射导致隐身的原理在二维物体中是适用的,”张翔表示,“我们的下一个目标,是制造在三维空间中适用的‘斗篷’,并使这种装置能尽快投入实际运用。”

  这项研究的经费,由美国陆军研究办公室和美国能源部科学办公室资助。

  张翔及其研究小组的这份研究报告,将发表在最近的《自然-材料学》杂志上。

 

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