據美國《星島日報》報道,美國國家工程院(National Academic of Engineering)院士、柏克萊加大教授張翔的團隊,在2008年科研成果隱形衣之後,於(yu) 納米超穎材料方麵再出重大成果,研製出更具挑戰性的隱形毯,使物體(ti) 在整個(ge) 可見光譜下無法被偵(zhen) 測。該項研究已經發表在最近一期的《納米快報》(Nano Letters)上,為(wei) 全球首個(ge) 在可見光頻率下運作的隱形裝置。
神奇的隱形毯是一項新的光學魔術研究。隱形毯本身看起來像一麵平滑的光學鏡,將物體(ti) 放在隱形毯之下,物體(ti) 以及物體(ti) 在隱形毯下造成了凹凸不平,藉由隱形毯產(chan) 生某種光束分布曲線,看起來與(yu) 光線從(cong) 一張平坦的、沒有東(dong) 西在底下的隱形毯反射時一模一樣,從(cong) 而將某物體(ti) 完全隱藏。這就是張翔團隊的最新研究成果。
這項成果的關(guan) 鍵是超穎材料的研發,因為(wei) 隱形毯的製造材料不存在於(yu) 自然界。為(wei) 了引導被藏匿物體(ti) 周遭的可見光,光必須以不同速度抵達隱形毯。每個(ge) 隱形毯是專(zhuan) 門為(wei) 需要隱匿的物品而特製,根據大小不同而設計不同的納米多孔氧化矽基質。
因此,張翔團隊將材料設計成具有可設計的折射率,將一個(ge) 氮化矽導置於(yu) 一種低折射率的納米多孔(nanoporous)氧化矽基質上,孔的形狀是根據被隱形的物體(ti) 而特別設計,達到特定的波導隱形折射率分布曲線(cloaking refractive index profile)。
這項研究目前尚在實驗室階段,隱形毯大約高300納米、寬6微米,由於(yu) 材料的合成與(yu) 成本,目前尚不能擴展到覆蓋人體(ti) 的麵積。其重大意義(yi) 在於(yu) 除了在軍(jun) 事、民用領域的應用前景之外,對光學錯覺係統(optical illusion schemes)技術的研究有重大意義(yi) ,未來變形光學原理裝置家族將有很大發展。
與(yu) 隱身毯可在可見光頻率下隱形物體(ti) 不同,2008年,張翔團隊研發的隱身衣材料是利用金屬超穎材料(metallic metamaterials)在微波頻率下隱形,將物體(ti) 隱藏在人眼無法察覺的頻率範圍內(nei) 。
人之所以能看到物體(ti) ,是因為(wei) 物體(ti) 阻擋了光波通過。如果有一種具有負折射率的材料覆蓋在物體(ti) 表麵,能引著被物體(ti) 阻擋的光線彎曲並“轉彎”,那麽(me) 光線就似乎沒有受到任何阻擋。在觀察者看來,物體(ti) 就似乎變得不存在了,也就實現了視覺隱形。這項研究被《時代》雜誌列入2008年十大科學發現。
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