超薄隱身衣能讓三維物體遁形
- 發佈時間：2015-09-19 01:30:30 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京9月18日電 （記者常麗君）從《星際迷航》到《哈裏·波特》，隱身衣一直是科幻小説中的重要道具。最近，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校合作，設計出一種超薄的皮膚式斗篷，能按照物體形狀包覆它，使其從可見光中消失。雖然目前這種斗篷還很小，理論上也能擴大用於大型物體。
據物理學家組織網17日報道，新的皮膚式斗篷，也可稱為隱身衣，其表面是一種工程超材料，由一片片像磚塊似的金奈米天線構成，厚度僅80奈米，能包住一個幾個細胞大小的三維物體，形成任意凹凸的形狀。它能改變光波反射路線，使物體對於光的探測變得“不可見”。
“這是第一次能讓任意形狀的三維物體在可見光中藏匿。”論文通訊作者、伯克利實驗室材料科學分部主管張翔説，“目前，我們的超薄斗篷看起來就像一件外衣，設計和應用都很容易，還有可能升級來隱藏大型物體。”
此前，張翔團隊曾開發出基於超材料的光學毯式斗篷，但比較笨重而且很難升級，覆蓋區和周圍背景之間有明顯相位差異，雖然它所隱藏的東西探測不到，但用相敏探測器能探測到斗篷的存在。
論文共同第一作者、張翔研究團隊成員倪興傑（音譯）説，“隨著超表面研究的發展，我們能通過亞波長結構直接控制衍射波的相態，亞波長結構能局部改變材料在奈米尺度的電磁反應，對光有極大的約束作用”。
在新研究中，金奈米天線皮膚斗篷能伏貼地覆蓋一個任意形狀的、約佔1300平方微米麵積的三維物體。當用紅光照射時，從斗篷表面反射的光就像從平面鏡上反射一樣，即使用相敏探測儀，也無法探測到其下面的物體。開關奈米天線極性，還能將斗篷的隱形功能“打開”或“關閉”。
操縱光與超材料之間相互作用的能力為隱形技術提供了美好的前景，如高解析度光學顯微鏡、超快光學電腦等。此外，微小的隱形皮膚可以隱藏微電子電路佈局，在安全加密方面很有價值，在宏觀領域的三維螢幕方面也很有用。
相關論文發表在最近出版的《科學》雜誌上。
總編輯圈點
光是神奇的存在，可以直射、折射、反射，不可想像沒有人類可見光線的世界會如何陰鬱。但有時候，光也會暴露秘密，哪怕非常微弱，也會讓物體現于無形。超薄隱身衣的真正實現，似乎可以化解尷尬，繼續保守不想為人知的領地……這給我們以無限的遐想，雖然距離真正覆蓋較大物體還很遠，應用領域還很高大上，但這並不妨礙我期待用隱身衣跟孩子玩藏貓貓那天儘快到來。
