不支持Flash

美发明新材料可使光线弯曲 隐身衣有望成真

http://www.sina.com.cn 2007年06月28日 11:02  科技日报

  本报记者沈英甲

  就在几周前,美国杜克大学科学家们揭开了“隐身斗篷”的神秘面纱。披着这件斗篷,人们便无法看见隐者,甚至连一个只有5平方英寸大的物体也能轻松避过微波的探测,使只有在电视或小说里看到的神奇情景变为现实。那么———

  最近,科学家们找到了使物体周围光线弯曲以达到隐形效果的办法。这一技术关键在于所谓的“超材料”的合成。这种特异合成物的特性是由物质结构而非化学成分决定的。伦敦帝国学院的研究人员亨利·彭德利教授说,我们并非是从分子的角度而是超分子的角度考虑这个问题,通过制造这种纳米级别的超材料,就可以改变它们与光相互作用的方式。

  隐身衣并非天方夜谭

  美国杜克大学科学家在几周前宣布,他们揭开了“隐身衣”的神秘面纱,成功地让一个面积为5平方英寸的物体避过了微波探测。这一隐形技术是通过将物体包裹在一种“超颖物质”中实现的,这种物质能改变微波的方向,使之绕过该物体。杜克大学研究人员表示,他们希望能够开发出可以躲过其他类型的电磁辐射隐形衣,让外裹隐形衣的区域甚至能够躲过可见光。杜克大学博士后戴维介绍说,微波的运动就像水流平稳地流过一个光滑的石头表面一样。超颖物质引导光线绕过物体表面,形成了一个空洞,因此光线就接触不到或者说看不到这个空洞里面的物体。杜克大学工程师指出,非均匀复合材料的电磁特性都可以产生一种折射率可变的物质,阻挡电磁波进入某个区域,从而实现隐形。射到隐形衣的光线流过隐藏的物体,继续向另外的方向传播。因此,隐形衣既不会反射光线,也不会产生影子。这次所展示的隐形衣采用了一排铜环和铜线,覆于玻璃纤维复合材料上。这些同心同面的环通过铜器件形状的变化,将微波辐射光引导开来,绕过隐形衣的区域。

  有这样一则流传很广的老故事,讲述的是第二次

世界大战打得如火如荼的时候,美国海军实施了一项使军舰隐形的秘密计划。故事中说,科学家在美国艾尔德里奇号驱逐舰上安装了一种特殊装备,据说依据的原理是爱因斯坦的“磁场可以引起光线弯曲”的理论。为此,1943年10月科学家在费城进行了一场决定性的试验:使军舰周围的光线弯曲,达到使军舰隐形的效果———结果给舰上人员带来了可怕后果,一些水兵精神失常了,另一些则消失得无影无踪。

  这个有关费城试验的荒诞故事后来成为一本畅销书并被拍成了电影。尽管这一荒诞离奇的故事经不起推敲和仔细的调查,但仍被某些人认为是真实的。然而艾尔德里奇军舰上的人员却没有一位站出来证明它的真实性,实际上故事中提到的实验发生的时候,艾尔德里奇号驱逐舰正停泊在巴哈马,爱因斯坦的研究工作也并未证实光线可以这样发生弯曲。

  关键在于隐身衣的材料

  彭德利小组正在研究是否可以通过给一件物体上裹上一件超材料制作的“斗篷”,使其隐形。这件斗篷所用材料的结构经过了特别加工,能够捕捉到上面的光线,并调整这件物体周围光线的方向。由于没有光线能从这件物体反射出来,它就成功地消失了。彭德利认为利用该技术,很快就能生产出他构想的“隐形斗篷”。

  听上去让人难以置信,但是今天有足够的实例表明,一种物质的结构可以影响它看上去的样子。例如,产于南美洲的大闪蝶鲜艳的蓝翅膀上并不含任何色素,它的颜色来自于光线的反射作用。

  早在上世纪70年代,科学家就已在努力运用这种技术以制造可以躲过雷达跟踪的隐形飞机。根据该原理,将飞机外壳的反射层分开几厘米,那么从一层上反射的雷达电波就将被另一层上反射来的电波所抵消。然而,这种效果只对一种波长起作用,结果证明并不实用。

  现代隐形飞机之所以能躲过雷达的跟踪,是因为使用了一种特殊的含有金属粒子的涂层,以吸收雷达发射出的能量。这些金属粒子发挥着“天线”的作用。彭德利说,使用反雷达敷层材料就好比将某些东西涂成黑色。从这个物体上你得不到任何雷达回波,但你却可以发现空洞在那里。一个隐形的好办法将是转移一个物体周围的雷达波和光波,从而隐去它存在的任何迹象。这正是超材料所发挥的作用。彭德利领导的小组已经展示了使尘埃微粒突然隐去的技术。

  他预测那种使较大物体隐形的光学超材料在未来5年到10年就可以上市。他们将由嵌入非金属基片的金属构成,这样从微观上看它们或许像嵌在塑料中的微型天线,这种天线仿效的是原子在物质中发挥的作用。原子发挥着微小电偶极子的作用,改变了经过它们附近的电磁波,如光线的性能。

发表评论 _COUNT_条
爱问(iAsk.com)
不支持Flash
不支持Flash

频道精选

不支持Flash