《校友通讯》

东大专家参与发明“隐身大衣”

发布时间:2009年09月02日来源:校友总会浏览次数:1254

 

东大专家参与发明“隐身大衣”

  来自美国杜克大学和东南大学的一个研究团队在“隐身大衣”的研制上迈出了新的一步,中美两国的科学家们已研制出世界首款超宽带的地面隐身大衣,这款新型隐身衣由数以千计的“超材料”组成,外观就如同一条黄色的浴巾,但是它却有一个奇特的功效,就是能够引导“微波”转向,从而避开探测器,真正在微波辐射范围内实现隐形。
        这一研究成果发布在2009年1月26日《科学》杂志上,东南大学的崔铁军教授和杜克大学的戴维·史密斯教授是这篇论文的共同通信作者。
东南大学的崔铁军教授告诉记者,这件新型的隐身大衣,实现了比以往更强的“超宽带”模式。不过,即便这样,要真正达到隐藏可见光的目的,实现像哈利·波特那样,在人群中忽隐忽现,仍然有很长的路要走。要实现物体可见光波段全面隐身,科学家们还得寻求新的制备原理和方法。
“黄色浴巾”让微波“转弯”
        由杜克大学和东南大学的这个研究团队研究出了世界上首款超宽带“隐身大衣”这条“爆炸”消息引起了世界的关注。
        参与这个最新款“隐身大衣”制造的崔铁军教授,既不会魔术,也不懂魔法,作为东南大学电磁场与微波技术的专家,他知晓如何应用新型人工电磁材料来改变光线传播方向的秘密。
        在物理专家眼里,如果一样东西反射的光线不进入你的眼睛,就如同背对着它一样,如何让你面前的“隐身斗篷”取得这样的效果,就是引导“光线”转变,从而防止被人的眼睛发现。
        而杜克大学和东南大学研究的最新款的隐形材料,在某种程度上已经具备了“隐身的功能”:可以引导微波转向,避开仪器探测,从而防止物体被发现。其实微波探测物体的原理和我们人观察物体是有某种相似之处的——只有当物体挡住了微波通过的途径,使其产生阴影时,物体才会显形。专家们设想,如果将某个物体披上隐身材料,能够让微波转弯,就像水流经过一块圆滑的岩石产生分流—样,那样微波就可以“绕着”物体走,从而达到隐身的效果。
        然而能让微波转弯的材料,可能并不存在于自然界,因为它门超出自然材料固有的性质,它们被专家称为“超材料”。这种人工复合的材料是完全由科学家在实验室中研制出来的,它们被科学家们赋予了天然材料所不具备的反常的物理性质,最终突破出某些自然规律的限制。
        由杜克大学和东南大学的专家组成的研究小组,终于设计出可以“抓住”微波,并让其改变方向的“隐身材料”——它的外形如同一条黄色的浴巾,是由数以万计的“超材料”单元所组成的。
        崔铁军教授告诉记者,说白了,这些“超材料”实际就是一种新型人工电磁材料:将具有特定几何形状的宏观基本单元周期性或非周期性地排列,或者植入到基体材料体内,所形成的人工材料。
“隐身地毯”成本不高
        崔铁军教授告诉记者,早在 2006年11月,杜克大学的戴维·史密斯教授利用新型人工电磁材料在微波段研制成功圆柱形的隐身大衣原型,验证了用新型人工电磁材料实现隐身的设想。
        然而,这一隐身大衣存在明显缺陷:第一,只在很窄的带宽内有效;第二,损耗大,隐身效果不明显。
        而此次专家们研制出的隐身大衣则在很大程度上突破了上述缺陷,在性能上可谓天壤之别:它在很宽的频带内均有效,且隐身效果非常好。因此,它可以称为世界首款超宽带“隐身大衣”。
        讲到它的神奇之处,崔铁军教授说,新研制的隐身大衣实际上更像一件“隐身地毯”,将它盖在某个目标上,可以实现对这个目标的隐身。另外,在这个“隐身地毯”的研制中,联合研究小组使用了新型人工电磁材料的快速设计技术和新型的结构单元,使设计周期明显缩短。
        崔铁军说,别看“隐身地毯”很神奇很魔幻,但是它的成本并不高,制备原理其实也很简单。在微波段,设计一款“隐身地毯”,其实只需要使用印刷电路板工艺就可以,那根本花不了多少钱。
重要应用
        人们关注“隐身大衣”,追求的是其隐身效果。然而在科学家眼里,隐身大衣或隐身地毯,绝对不是供人们猎奇和消遣的。崔铁军说,除了隐身,这项技术在很多方面都有着重要的潜在应用。比如在军事上,飞机、坦克等目标可以利用这项技术在敌人眼前彻底消失;在民用上,在无线通信领域,这种原理可以解决手机信号受屏蔽的问题,人们在电梯里也可以畅通无阻地打电话。
        另外,利用隐身材料制备技术研制出更新的仪器,可以令仪器的“视觉极限提升”,制造出更为先进的医学成像设备。当然专家们还可以研制出高性能的汽车防撞雷达。
 《金陵晚报》