超材料技术发展

[转载]西苑沙龙第一次会议——超材料技术发展战略研讨会召开

2013年5月8日，第一次西苑沙龙会议在北京西苑饭店召开。此次会议的主题为“超材料技术发展战略”。超材料是新材料技术发展的热点方向，备受科技界和产业界的关注。来自863计划新材料技术领域主题专家、科技界和工业部门等的14位专家参加了会议。

会议邀请了863计划新材料领域新型功能与智能材料专家组召集人周少雄教授，做了题为“超材料技术发展战略思考”的主题报告，并邀请深圳光启研究院刘若鹏院长等4位专家就工业级超材料技术的创建与发展、超材料在微波光波等领域应用、超材料与自然材料的融合等方面问题做了专题报告。与会专家就超材料概念、应用前景、面临的挑战、技术路线、发展重点等展开了热烈的讨论和争论，各抒己见，并就我国超材料技术发展战略与对策提出宝贵的意见和建议。

附：

“西苑沙龙”是科技部高技术研究发展中心为了推动国家科技计划相关领域发展战略研究，举办的以西苑饭店为场地的系列科技发展战略和学术研讨沙龙活动。沙龙重点围绕高技术、基础研究及其学科交叉领域的发展前沿与趋势、重大应用和产业发展需求方面的重大问题，探讨科技前沿、讨论最新突破性进展，展望未来发展趋势。沙龙鼓励与会者本着“客观、求实，融合、创新”的原则，以客观求实的态度，发表自己的学术观点；鼓励和引导多学科交叉融合，激励创新思想。

德国研制出“隐热”衣让热“弯曲”传导

利用特殊的超介质材料让光线、声音绕过物体传播，能达到隐形、隐身的效果。据物理学家组织网5月9日（北京时间）报道，最近，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）研究人员成功演示了超材料同样也能影响热的传导。他们的“隐热”衣能让热力“弯曲”似的、绕过中央的隐藏区而传导。相关论文发表在最近的《物理评论快报》上。

这种“隐热”衣是用铜和硅制造的一个盘子，盘子虽能导热但其中心的圆形区域却不会受热力影响。“这两种材料必须排列得十分巧妙。”论文第一作者、KIT的罗伯特·斯奇特尼解释说，铜是热的良导体，而所用的硅材料叫做PDMS，是一种不良导体。“我们给一个薄铜盘制作了多重环形花纹的硅结构，使它能从多个方向，以不同的速度来传导热量，这样绕过一个隐藏目标所需的时间就能互相弥补。”

如果给一个简单的金属盘的左边加热，热量会一致地向右传导，盘子的温度从左到右会呈下降趋势。如果用这种铜硅超介质材料来做这个实验，也会表现出类似现象，但却只在盘子外圈呈现温度从左到右的下降，没有热量能穿透到内部，在内圈没有任何被加热的迹象。

“这些成果表明，变换光学的方法可以用在完全不同的热力学领域。”KIT 应用物理研究所所长马丁·维吉纳说。虽然光学和声学是基于波的传播，热只是原子的无序运动，但却可以用基本数学公式来计算影响“隐热”衣受热的结构。利用所谓的变换光学方法，能计算出描述热传播的坐标图的扭曲。这种虚拟的扭曲可以变成真实的超材料结构，让入射光沿着被隐形目标弯曲，就好像它不存在似的。

维吉纳还表示，希望他们的研究能成为一个基础，为热力学超材料领域的更多深入开发提供支持。在基础研究中，“隐热”衣还是相当新的领域。从长远考虑，它可以用在许多地方实现有效的热量管理，如微芯片、电动部件或机器上。（来源：科技日报）

等离子隐身：一个现实的幻想

来源：科技日报2005-03-31

披上一件隐身衣，谁也看不见，多年来人类对此充满着狂热与梦幻。于是，在风靡全球的电影《哈里?波特》中多次有这样的场景，当波特身临险境时，都是一件可以将他隐身的东西救了他的命。在电影《择日再死》中也不例外，詹姆斯?邦德的那辆隐形车多次让他从险境中逃生。也许有人会想，要是自己也能像电影中变戏法般消失该有多神奇。今天，这或许并不再是一个遥不可及的梦想。

关于日前在《自然》杂志上发表的“等离子隐形罩”研究成果，专家解释称：一种等离子体外壳将可以把物体反射和散射的光线降低到极小，这样谁也就看不到它发出的光线，谁也就不知道它的存在。

当然，这一概念目前还停留在设想阶段，不过科学家称，它显然并不违背任何物理定律，理论上是可行的。

伦敦帝国理工大学的物理学家JohnPendry说：“这有着重要的应用潜力。在隐形技术和伪装方面，它可能有用武之地。”

隐身的梦想：从“保护色”到“等离子”

一直以来，科学家们一直为能够“隐身”而孜孜不倦地探索着，其中一种技术是以保护色原理为基础，通过改变物体的色彩，让它的颜色和周围的背景相同，物体就可以安然隐身在伪装里不被发现

美国北卡罗莱纳的发明家罗伊?阿尔登的“隐身”方法，是用一台监视仪拍摄周围背景，用投影仪把监视仪中的图像投射到要隐藏的物体表面。

东京大学的田智前教授曾经展示了一种“延伸现实”的隐身衣。它可以将衣服后面的场景拍摄下来，然后将影像转换到衣服前面的投影机，将影像投射到由特

殊材料制成的衣料上。这样，就能让穿衣者看起来是透明的。但这种方法只对处于特定位置的观察者有效，如果变换一定角度的话，是完全没有隐身效果的。

等离子体是一种特殊的滤波器，俄罗斯最早把其用在军事隐身中，因为当雷达频率低于等离子体频率时，雷达波被全反射。这次，安德雷?阿鲁和纳德?因格希塔设计的隐形衣用的是等离子技术

“等离子体是继固体、液体、气体之后的第四种特质形态，因而也被称为物质第四态。等离子体之所以具有隐形功能是因为它对无线电波具有折射与吸收作用。”中科院合肥等离子体物理研究所应用等离子研究室沈克明说。

沈克明介绍，俄罗斯最早把其用在军事隐身中，因为当雷达频率低于等离子体频率时，等离子体能以电磁波反射体的形式对雷达进行电子干扰。当雷达频率高于等离子体频率时，雷达波能被等离子体吸收，从而使雷达接受到的攻击武器的信号大为减弱。

等离子的奥秘：

遁形于“光天化日”

将球形或圆柱形物体用等离子振子材料覆盖后，它散射光的能力非常低。以合适波长的光照射时，物体就会显得极小，基本上看不见

这一“隐形罩”的发明原理是通过“化解”光线在物体表面的反射达到隐身效果―――我们平时之所以能看清某一物体，是因为光线在该物体表面产生了反射，而“隐形罩”就是能够阻止物体表面光线反射，从而让其无法被肉眼观测到。

研究人员说，金属材料表面的电子有规律地运动时，会产生电子密度波，称为等离子体振子。以等离子体振子材料制成的外壳，在入射光频率与等离子体振子共振频率接近时，几乎不散射光线。

计算表明，将球形或圆柱形物体用等离子振子材料覆盖后，它散射光能力非常低。以合适波长的光照射时，物体会显得极小，基本上看不见。

正在研究的“等离子罩”由金银等合成金属打造而成，它能够吸收、消化掉大多数射到物体表面的“可见光”

要使物体在可见光下隐形，大自然已经提供了合适的等离子体振子材料：金和银。

正在研究的“等离子罩”就由金银等合成金属打造而成，它能够吸收消化掉大多数射到物体表面的“可见光”。因为当可见光线照此合成金属时，金属产生的电子波或等离子波的频率与可见光波的相等，两者产生“共振”，波的频率将互相抵消。在这样的状况下，该金属物体表面将不会反射任何一丝可见光，从而实现真