“隐身术”背后的科技

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“隐身术”背后的科技
THE TECHNOLOGY BEHIND 'INVISIBILITY'
朱盛镭
动物界中有很多“隐身大师”，它们可以把自己融入环境中（图1），以此来躲避天敌或者埋伏猎物。

动物“隐身术”也给人类带来无限的遐想和创新动力。

隐身技术最早应用于军事领域，用于减少战斗机等武器的雷达反射率。

后来，隐身技术的应用逐渐拓展，比如应用于智能家居、无人机等领域。

随着科技的不断创新和突破，隐身材料和隐身技术发展，将带来更多惊喜和变革，无论是在安全、保密、医疗、服装、汽车、舰艇领域，还是建
筑、路桥领域，都会有更广泛的应用前景。

图1 体型硕大的叶尾壁虎善于隐身 1.隐身材料种类
隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料是实现隐身技术的物质基础。

武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。

因此隐身材料的发展及其在飞机（图2）、主战坦克、舰船、箭弹上的应用，成为国防高技术的重要组成部分。

隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光等隐身材料；按
材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。

图2 隐身材料在飞机上的应用
各种隐身材料技术如下：
 （1）雷达吸波材料。

该材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。

按使用形式可分为结构型吸波材料和雷达吸波涂料两大类。

 （2）红外隐身材料。

红外探测是仅次于雷达探测用得较多的探测手段之一。

而红外隐身材料作为热红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直备受科技界重视，也是近年来发展最快的热隐身材料。

 （3）纳米复合隐身材料。

该隐身材料按其吸波机制可分为电损耗型与磁损耗型。

运用复合技术对不同的吸波材料进行纳米尺度上的复合，可得到吸波性能大为提高的纳米复合隐身材料。

近年来，纳米复合隐身材料的制备新技术发展十分迅速。

 （4）电路模拟隐身材料。

该技术是在合适的基底材料上涂敷导电的薄窄条网络、十字形或更复杂的几何图形，或在复合材料内部埋入导电高分子材料形成电阻网络，实现阻抗匹配及损耗,从而实现高效电磁波吸收。

 （5）手征隐身材料。

所谓的手征是指一个物体无论通过平移或旋转都不能与其镜像重合的性质。

研究表明，手征材料能够减少入射电磁波的反射并能够吸收电磁波。

在基体中掺杂手征结构物质还可形成手征复合材料。

 （6）红外隐身柔性材料。

该材料是指以织物为中心开发的各种红外隐身材料, 常常以高性能纤维织物为基础。

2.柱镜光栅材料“隐身术”
在一场科普晚会上，中国科学院院士褚君浩向观众展示了一种神奇的“隐身术”。

他通过使用特殊材料，成功地让一个物体在特定角度下消失不见，展现了光学幻觉的魅力。

褚君浩请工作人员手持一块面板，起初透过面板还可以看到他的下半身。

然而，当这块材料旋转90°后，他的下半身竟然消失了。

观众们能够清晰地看到他身后的舞台场景，仿佛他真的融入了背景之中（图3）。

褚君浩表示，“我可以负责任地告诉大家，这不是魔术，而是科学手段。

”他强调，这种“隐身术”是借助一种名为“柱镜光栅”的神奇材料来实现的。

这种材料由一排排微小圆柱状凸透镜排列组成，能够让光线有规律地折射。

当光线穿过柱镜光栅时，每一个凸透镜都会把背后的物体压缩成一个细条。

当透镜数量足够多时，这些细条会重叠在一起，让人仿佛看不见，从而在视觉上达到“隐身”效果。

除了柱镜光栅之外，褚君浩还介绍了其他的隐身方式，包括利用折射率相似的两种物质、平面镜反射成像等。

他表示，随着科技的不断发展，“隐身”技术和“超材料”将逐渐成熟，科幻作品里的“隐身”畅想将逐渐走向现实。

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图3 神奇的“隐身术”
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3.形形式式的隐身服
红外隐身效果较好的隐身服由多层涂层织物复合加工而成，其基布采用多孔尼龙网，并在表面镀银，再在基布上粘贴具有不同红外发射率的布条，布条的一端可以自由飘动，同时控制布条表面涂层面积的大小和形状。

这种隐身服可以与背景保持一致，从而保证人体的红外特性难于被红外探测器探测到。

隐身军服在军事行动中起重要的作用。

隐身材料还可以用来隐藏侦察机，也可以保护进入敌军阵地的特种部队（图4）。

对于一些有碍景观的丑陋工厂或炼油厂等建筑物，也可以包上一层隐身
材料。

 （1）反可见光侦察隐身军服。

军服上印有与大自然主色调一致的6种颜色的变形图案。

这些图案经过计算机对大量丛林、沙漠、岩石等复杂环境进行统计分析后模拟出来的。

着装者穿上后，自身轮廓将产生变化，其细碎的图案与周围环境完全吻合，即使在运动中，也不会被发现。

 （2）反红外侦察隐身军服。

军服由6种颜色作为染料，并掺进特殊化学物质后制成。

它与周围自然景物反射的红外光波大致相似，颜色效果更接近大4.传说中的“隐身汽车”
到目前为止还没有真正的隐身汽车出现，而所谓的隐身汽车概念，很早就出现在科幻片里面，例如电影《007》的隐身战车。

如果现实中真有这样的隐身汽车会怎样呢？
事实上，汽车隐身的片段不但在科幻片里有，在现实中也有几位德国工程师在对一辆奔驰车做“隐身”改装。

他们的做法是在汽车驾驶座一侧铺上LED显示屏，在另一侧装上一台相机，相机随时将画面传回到与其相连的驾驶座的LED屏幕上，让人觉得车身被“隐身”了起来，不过该“隐身”效果也仅存在于侧面效果。

说到“隐身”，路虎的“隐身”技术似乎更有可能成为现实，不过它仅仅是将车头“隐身”，路虎的做法是用安装在车辆格栅上的摄像头时刻监自然的色彩环境，以此迷惑敌人的视觉，干扰红外侦察器材。

 （3）变色隐身军服。

军服是一种由光敏变色物质处理过的化纤布制成的特殊作战服。

不论是在绿色丛林、黄色沙漠、蓝色海洋，还是白雪皑皑的原野，隐身军服都会根据周围环境的变化而自动改变颜色。

 
（4）视而不见透明军服。

军服的原理是利用透明服后的摄像机，把影像传出并映射到具有反光功能的衣服表面，使人能看到衣服后面的影像，可以从人前看到人后的一切，如同着装人是“透 明”的。

图4 隐身军服
测车辆的行驶数据，并反馈在抬头显示屏上，从而打造出一个可以穿透发动机舱盖，并看到前方路况的“透明”视野。

但目前它还仅是能将车头“隐身”，不能实现全体“隐身”。

从驾驶者角度来看，就可看到一个透明的发动机盖效果，如图5所示。

这看起来还是很有“黑科技”效果的。

而奔驰旗下F-Cell电动汽车的一则宣传企划就更剑走偏锋，为了强调这款车型“零排放”的特点，把汽车的左侧完全用LED 屏幕给伪装了起来。

除此之外，在右侧副驾驶的位置安装上了一台佳能 5D Mark II 单反相机，实时拍摄将右侧的画面即时传输到左侧的 LED 屏幕上，从而达到对车身左边观众“隐身”的效果。

当它以超高速行驶，在公路警察面前转眼消失，测速雷达屏幕上也无所显示，成为一大谜团。

后来，警方和摄影记者经长期跟踪追击，在一个海港得以拍下照片并作了采访，至此轰动一时的“隐身汽车”之谜终于获解。

5.“隐身术”带来的困惑
“隐身术”给人们带来了极大的想象空间和探索热情，一直是人类幻想中的超能力。

虽然在现实中，我们无法像科幻电影中的超级英雄一样隐身，而普通人则可能遭遇隐私侵犯等问题。

图5 路虎“隐身”效果。