超材料
超材料1
1.什么是超材料
3.隐身技术
什么是超材料？
什么是超材料？
• “超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然 材料所不具备的超常物理性质的复合材料[1] 。“超材料”（Metamaterial） 是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而 且这些性质主要来自人工的特殊结构[1] 。 超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设 计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料的设 计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然 界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计 和开发带入一个崭新的天地[1] 。 典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”[1] 、“金 属水”。
6、光操纵材料
• 6、光操纵材料 光操纵超材料的纳米结构能够以特定的方式对光 线进行散射，它或许真的可以让物体隐形。根据 制作方式和材料的不同，超材料还能散射微波、 无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上，任 何一种电磁频谱都能被超材料所控制。
超材料在隐形方面的应用
• 视频
隐形斗篷
• 斯坦福大学的团队设计了一种新型的 超材料，其结构优势允许材料有效处 理多种颜色下的电场和磁场。材料中 使用到的技术叫做“保角变换”（又 称保角映射），根据材料的属性，可 以把一个二维材料“折叠”成一个三 维纳米级的对象，形状就像一弯新月， 但是保留了那些光的原始性质。 新的斯坦福超材料由一个三维周期性 阵列组成，来源于三种人工的纳米粒 子。进入到可见光的时候，材料会显 示出负折射指数（光会朝着相反的方 向折射）的特性，比如可以把蓝色变 成红色。实验的结果证明，除了那些 非常极端的可见光谱，一般的光谱都 可以成功进行负折射。 经过后续的一些调整处理后，这个材 料将会对整个可见光谱的作用非常大， 斯坦福大学表示，基于这个原理某一 天制造真正的隐形斗篷将是非常容易 的。
超材料的合成与应用研究
超材料的合成与应用研究超材料是一种新型功能材料，其具有超出传统材料所具备的电磁特性，因此在电磁波控制、光电器件等领域有着广泛的应用前景。
超材料的合成与应用研究一直是材料科学中热门的研究方向，下面将从超材料的定义、合成方法、应用领域等方面进行论述。
一、超材料的定义超材料是由人工制备的具有特定微、纳米结构的复合材料，其电磁响应远远超出其组成部分单体材料。
超材料的最大特点是具有负折射、超透明、负绝缘等电磁特性，这些特性使其在电光器件、光学器件、微波通讯等领域有着广泛的应用前景。
二、超材料的合成方法目前，超材料的合成方法主要分为两类：顶面法和自组装法。
顶面法是通过在基底表面上制备期望的微纳米结构实现的。
例如利用电子束曝光法、光刻法、电化学法等先进制备工艺制备超材料。
自组装法是将自组装技术引入超材料合成领域，依靠自组装单元间的相互作用使材料自组装成具有特定电磁特性的结构。
例如通过利用界面自组装技术、分子自组装技术、生物大分子自组装技术等制备超材料。
这些方法具有操作简单、高效快捷、制备成本低等优点。
三、超材料的应用领域超材料具有广泛的应用前景，主要应用于以下几个方面：1.电光器件领域。
超材料的负折射特性、超透明特性在光学器件领域有着重要的应用。
例如在光波导器件、光耦合器、光栅、光太赫兹等器件中，超材料的应用可以提高器件的设备的性能指标、普及光学器件、降低光学器件的成本等。
2.光学器件领域。
超材料是电磁波的新型折射材料，因此其在光学器件领域具有广泛应用，例如在超透镜、成像器件、光学滤波器等方面有着重要的应用。
3.微波通讯领域。
超材料在微波通讯领域中已经逐渐得到应用，例如在微波有源器件、高阻抗面、微波隔离器等领域，超材料利用自身的电磁特性可以提高微波器件的性能。
4.生物医学领域。
超材料的自组装性和多功能性已经引起了在生物医学领域的广泛关注。
超材料可以用作药物载体、生物传感器、生物成像剂等，可以在生物医学领域中发挥重要作用。
超材料原理
超材料原理超材料是一种具有特殊结构和性质的材料，它能够表现出普通材料所不具备的特异性质，如负折射、负抗性、负穿透等。
超材料的原理主要基于其微观结构对电磁波的控制和调制，通过设计和调整超材料的结构，可以实现对电磁波的精确控制和操作。
超材料的研究和应用已经涉及到电磁波、声波、光子等领域，对于通信、传感、成像、隐身等方面有着重要的应用价值。
超材料的原理可以通过其微观结构的设计和调控来实现对电磁波的控制。
在超材料中，微观结构的尺度通常小于电磁波的波长，这使得超材料对电磁波产生了特殊的响应。
超材料的微观结构可以被设计成具有特定的电磁参数，如介电常数、磁导率等，从而实现对电磁波的调制和控制。
通过调整超材料的微观结构，可以实现对电磁波的折射、透射、反射等操作，从而实现对电磁波的精确控制。
超材料的原理在电磁波、声波、光子等领域都有着重要的应用。
在电磁波领域，超材料可以用于实现对电磁波的聚焦、透镜、隐身等功能，对于雷达、通信、成像等方面有着重要的应用价值。
在声波领域，超材料可以实现对声波的调控和控制，对于声学隔离、声学透镜等方面有着重要的应用价值。
在光子领域，超材料可以实现对光子的调制和控制，对于光学器件、光子芯片等方面有着重要的应用价值。
超材料的原理和应用对于科学研究和工程技术具有重要的意义。
通过对超材料的研究和应用，可以实现对电磁波、声波、光子等波动的精确控制和操作，为通信、传感、成像、隐身等领域提供了新的可能性。
超材料的研究和应用也为材料科学和物理学领域提供了新的研究方向和发展机遇，有着重要的学术和应用价值。
总的来说，超材料的原理基于其微观结构对电磁波的控制和调制，通过设计和调整超材料的结构，可以实现对电磁波的精确控制和操作。
超材料的原理在电磁波、声波、光子等领域都有着重要的应用，对于科学研究和工程技术具有重要的意义。
超材料的研究和应用也为材料科学和物理学领域提供了新的研究方向和发展机遇，有着重要的学术和应用价值。
超材料与超表面
超材料与超表面随着科技的不断发展，越来越多的新技术和新材料走进了我们的生活中。
其中，超材料和超表面是近年来备受瞩目的两个研究领域。
本文将着重介绍这两个领域的基本概念、应用和未来发展方向。
一、超材料超材料（metamaterial）是由许多微小结构构成的人造材料，具有优异的光电学性能。
超材料的最大特点是能够改变光线的传播方向、折射率、极化等物理性质，因此被广泛应用于物理光学、电磁波传播和信息学等领域。
在超材料的结构中，微小结构的尺寸通常小于波长，贡献的电磁响应主要来自于人工结构中的微观规律，而不是材料本身的性质。
超材料的设计需要满足宏观物理性质和微观结构之间的精准耦合。
一般来说，超材料的结构可以分为等离子体材料、电磁共振材料、自然材料等多种类型。
超材料的应用十分广泛。
除了物理光学、电磁波传播和信息学领域外，超材料还可以用于微波通信、声学、量子计算等方面。
目前，已经有许多组织和机构投入大量精力研究超材料，例如哈佛大学、麻省理工学院和斯坦福大学等。
二、超表面超表面（metasurface）是一种微小结构组成的表面，其厚度远小于波长。
超表面的特别之处在于，它能够精确调控入射光波的波前，实现任意的相位变换和光场变形。
同时，超表面还具有极强的穿透、反射和吸收能力，因此被广泛应用于光学成像、光学通信和偏振光学等领域。
超表面的优点在于其结构的简单性、易制备性和可控性。
超表面主要分为金属超表面和非金属超表面两类。
其中，金属超表面主要由金属纳米结构构成，能够导致局部表面等离子体共振；而非金属超表面则主要通过调控媒介介质的结构实现相位调控和光场变形。
目前，超表面的研究已经逐渐成为了国际上一个热门的领域。
超表面的应用涵盖了智能电子、光子学计算和多媒体通信。
<br/>三、未来发展趋势虽然超材料和超表面已经吸引了众多科研人员进行研究，但仍然有很多未知领域等待我们的探索。
第一，超材料和超表面的应用将会越来越广泛。
超材料的制造与应用
超材料的制造与应用随着科技的不断进步，人类对于掌握和利用材料的需求越来越迫切。
超材料作为新一代的材料技术，被广泛关注和研究。
它具有非常独特的结构和性质，能够在许多领域发挥重要的作用。
那么，究竟什么是超材料？超材料又是如何制造和应用的呢？超材料的概念超材料是一种由人工制造的具有特殊性质的材料，其主要特点是具有负折射率、不同于原材料的磁电响应等特性。
与传统的材料相比，它的特殊结构和组成使得其可以在光学、声学和电磁学等领域发挥独特的作用。
因此，在光学、纳米电子、微波技术和生物学等领域，都可以使用超材料来进行研究和应用。
超材料的制造超材料的制造较为复杂，主要涉及到两个方面：一方面是需要通过先进的制造技术来制造复杂的纳米结构，另一方面是需要通过选择合适的材料来实现特殊的性质。
因此，目前常用的制造方法主要有以下几种：1.光刻技术光刻技术是一种将光线投射到材料表面来形成二维或三维图形的技术。
在超材料的制造中，这种技术可以用来制造具有特殊形状的纳米结构。
比如，通过控制光刻机的曝光和显影过程，可以制造出各种形状的金属纳米结构，这些结构可以将光线向反方向传播。
2.纳米制造技术纳米制造技术是一种将材料制造到纳米尺度的技术。
在超材料制造中，这种技术可以用来制造一些非常微小的纳米结构。
通过这些结构，可以实现一些新型的光学特性，比如负折射率。
3.多材料复合技术多材料复合技术是一种将不同材料组合起来制造新型材料的技术。
在超材料制造中，这种技术可以被用来组合不同的材料，以实现特殊的磁电响应。
比如，在制造太赫兹层时，可以使用银和硅的复合材料，以实现太赫兹波的穿透和折射。
超材料的应用超材料由于具有特殊的结构和性质，因此在许多领域都可以发挥特殊的作用。
在光学领域，超材料可以用来制造超级透镜和超级薄板。
超级透镜可以将微小物体的图像放大数倍以上，超级薄板可以用来制造更加高效的太阳能电池。
在电磁学领域，超材料可以用来制造扩宽带隙材料和微波透镜。
超材料简介课件
日期:•超材料概述•超材料的发现与发展•超材料的制备方法•超材料的用途与性能目•超材料的应用领域•超材料的研究挑战与展望录超材料概述01它是一种具有特殊物理性能的新型材料，其性能可随其组成和结构的变化而改变。
超材料的设计和制造方法可以包括纳米技术、微电子技术、化学合成等。
超材料是一种人造的复合材料，其性能和功能远超过其基本成分。
超材料具有超常的物理性能，例如超导性、超透性、超强度等。
超材料的特性与其组成和结构密切相关，可以通过调整其组成和结构来优化其性能。
超材料的设计和制造需要精确控制其微观结构和性能，因此需要高精度的制造技术和先进的测试方法。
子超材料等。
根据其功能和应用领域，超材料可分为电磁超材料、光学超材料、机械超材料等。
超材料还可以根据其制造方法分为纳米超材料、微米超材料等。
超材料的发现与发展02天然材料人类最早使用的材料是天然材料，如木材、石头、金属等。
这些材料是由自然界中的元素和化合物组成。
人造材料随着科技的发展，人类开始制造出各种人造材料，如塑料、玻璃、陶瓷等。
这些材料是由人类通过化学反应和加工技术合成的。
超材料的起源超材料是一种新型的材料，它不同于传统的天然材料和人造材料。
超材料是由人类通过设计和制造，具有超常的物理性能和功能的一种材料。
超材料的设计和制造需要高水平的科技和工程能力。
超材料的起源超材料的定义01超材料是一种具有超常物理性能和功能的新型材料。
它由人类通过设计和制造，具有超常的物理性能和功能的一种材料。
超材料的设计和制造需要高水平的科技和工程能力。
超材料的分类02超材料可以根据其物理性能和功能的不同进行分类。
常见的超材料包括左手性材料、右手性材料、超导材料等。
这些不同类型的超材料具有不同的物理性能和功能。
超材料的制备方法03超材料的制备方法包括薄膜沉积、纳米加工、3D打印等技术。
这些技术可以制造出具有特定物理性能和功能的超材料。
超材料与新一代信息技术相结合，可以开发出更多具有创新应用场景的材料。
超材料的研究进展和应用前景
超材料的研究进展和应用前景超材料是一种具有特殊光学和电磁性质的材料，因其具有异常的光学和电学性质，具有广泛的应用前景，引起了人们的极大关注。
本文将简要介绍超材料的研究进展和应用前景。
一、超材料的基本概念超材料，又称为“人工电磁材料”（Artificial Electromagnetic Materials），是一种由微观结构构成的人工材料，具有特殊的电磁性质，可用于实现超常光学现象。
超材料可以通过一系列微细的物理结构来实现，如纳米结构、光子晶体和金属/介质复合材料。
超材料的产生源于人们对材料电磁性质的研究。
传统材料的电磁性质来自于其原子和分子的电荷分布，而超材料的电磁性质来自于人工设计的微观结构。
这样，通过微型加工技术，人们可以实现对材料电磁性质的精细控制，提高材料的光学、电学、磁学性质，从而实现极佳的光学性能。
二、超材料的研究进展1. 路易斯反射镜路易斯反射镜是超材料最经典的应用之一。
路易斯反射镜的基本工作原理是利用负折射率超材料，它不仅折射入射光线，而且也将反射过来的光线集中起来。
这样，路易斯反射镜将入射光线汇聚到一个小点上，实现了聚焦的功能。
路易斯反射镜的研究不仅具有学术研究的价值，还具有很多应用价值，如聚焦透镜、天线、相机镜头等。
2. 负折射率材料负折射率材料是超材料的一个非常重要的分支，也是超材料最具有特色的一个分支。
正常物质的折射率是大于等于1的，而负折射率材料的折射率小于0，这意味着研究者可以在负折射率材料上制造出不可能在自然材料上存在的超级透镜。
实际应用方面，负折射率材料可以用于制造高清晰度、低失真的透镜，从而可以在显微镜、望远镜和医学影像等领域获得广泛应用。
3. 飞秒激光成像技术超材料可以非常精细地操纵光的行进方向和散射方式，已经被应用到飞秒激光成像技术中。
通过使用超材料，研究者可以在极短的时间内实现高密度、高分辨率的成像，这一技术已经被用于分子物理、生物医学等各个领域。
三、超材料的应用前景超材料的应用前景巨大。
超材料的理论和应用
超材料的理论和应用超材料是一种能够展示出特定性质的材料。
这一特性是通过对材料的结构进行精细的设计和制造来实现的。
超材料是一种利用纳米结构的材料，在光学、声学、电磁、热学等领域具有广泛的应用。
近年来，超材料的研究和应用领域日益扩大，成为材料科学和工程领域的重要研究方向。
本文将介绍超材料的理论和应用。
一、超材料的理论1.超材料的设计原理超材料的设计原理基于自然材料中的一些特性，如费米子、玻色材料等。
超材料的设计是基于结构，通过精密设计和纳米加工，制造出能够在特定频率和波长下具有特定性质的结构。
2.超材料的模型超材料的设计采用了尺度从毫米到纳米的方法，利用纳米结构进行制造。
其中，最常使用的模型是周期性结构、分形结构和随机结构。
其中，周期性结构是指通过重复单元或者群体来建立的结构；分形结构是指利用重复的自相似单元建立的结构；随机结构则是指随机分布的纳米结构，利用统计分析来建立的结构。
3.超材料的性质超材料的性质取决于其微观结构和组成。
其中，电磁超材料具有电磁场的控制功能，可以改变电磁场的传播速度、方向和偏振；声学超材料可以控制声波的传播和反射；光学超材料可以控制光波的传播和折射。
二、超材料的应用1.光学应用光学超材料是最常见的超材料之一，通过控制光线的折射、反射、透射来实现控制光信号的作用。
光学超材料在光学透镜、激光器、光纤通讯等领域应用广泛。
2.电磁应用电磁超材料可以控制电磁场的传播、偏振和相位。
电磁超材料在电磁波探测、天线、微波器件等领域得到了广泛应用。
3.声学应用声学超材料可以控制声波的传播和反射。
声学超材料在声学透镜、声波过滤器、降噪耳机等方面得到了广泛应用。
4.热学应用热学超材料可以控制热红外线的辐射、吸收和传递。
热学超材料在太阳能电池、热电材料等领域得到了广泛应用。
三、超材料的前景随着纳米技术和材料科学的不断发展，超材料的研究和应用前景广阔。
超材料的应用范围远不止于此，例如医用材料、新能源材料、环保材料等方面都有着很好的应用前景。
超材料在电子器件中的应用
超材料在电子器件中的应用一、引言超材料是一种具有极高性能的新型材料，它通过微观结构的设计和构造实现了在宏观尺度上的纳米特性，具有许多优异的物理特性，如负折射、各向异性、介电常数负值、超透镜效应等。
因此，超材料在光学、微波、电磁波等领域中得到了广泛的应用。
在电子器件中应用超材料，可以提高器件的性能，使其更加高效、可靠与稳定。
本文将分析超材料在电子器件中的应用。
二、超材料的基本特性超材料在电子器件中的应用，必须先了解超材料所具有的基本特性。
（一）各向异性超材料的各向异性是指在各个方向上，它的特性都不相同。
例如，它的电磁波速度不同，电磁波振幅不同等。
各向异性是由超材料内核电磁响应的方向导致的。
（二）介电常数负值介电常数负值是指在一定频率范围内，超材料的介电常数为负值。
这种现象违背了经典电磁学理论，成为超材料的一种显著特性。
（三）负折射超材料表现出的负折射，就是当它被光线穿过时，光线的传播方向与它传播的方向不同。
这种现象是由超材料的微结构所导致的。
三、超材料可以应用在许多种类的电子器件中，这里介绍其中两种，分别是天线和滤波器。
（一）天线超材料在天线中应用，可以提高天线的性能，这是由于它具有负折射和各向异性这两种特性。
具体地说，超材料可以在电磁波信号的收发过程中，实现自动调节和加强信号的传播和接收。
将超材料应用到天线上，可以实现光学控制运动的高速限制，并且防止电磁波从天线接收或发送器件中漏出。
（二）滤波器滤波器在电子器件中的应用十分广泛，可以在电磁波的收发过程中，区分不同的频率，并消除不必要的噪音。
超材料在滤波器中的应用，则体现了其介电常数的负值这一特性。
通过设计适当的结构，可以将滤波器的带宽调节到更广的范围。
当然，超材料滤波器同时也可以应用于增强带通信号或是阻止无线信号的干扰。
四、总结超材料是一种具有非常优异的物理特性的新材料，其在电子器件中的应用已成为近年来工程技术的研究和发展的焦点。
本文主要介绍了超材料在电子器件中的其中两个应用领域，即天线和滤波器。
超材料在光电学中的研究与应用
超材料在光电学中的研究与应用超材料是一种具有特殊结构和物理特性的材料，它可以通过人工设计和制备来实现对光的特殊控制，因此在光电学领域具有广泛的研究和应用前景。
本文将重点介绍超材料在光电学中的研究和应用方面的进展。
一、超材料的基本概念和特点超材料是由金属或其他导电材料和介质材料组成的，具有周期性结构的人工制作材料。
与自然界的材料相比，超材料具有几个显著的特点：1.负折射：超材料可以实现负折射现象，即在一些波长范围内，光线的传播方向与传统材料中的反向，这种特性可用来制作超透镜或超分辨显微镜。
2.阴隔波导特性：超材料结构可以实现阴隔效应，即几乎不透过光线的结构。
这种特性可以应用于光电子器件中的光波导、光开关和光窗等。
3.超透镜效应：超材料具有球面透镜的聚焦特性，可以实现超精细的像差校正，使得成像分辨率达到极高水平。
4.磁光学和电光学效应：超材料的导电材料可以与电磁场产生相互作用，实现磁光学和电光学效应。
这种特性被广泛应用于光电调制器和光纤器件中。
二、超材料在光电学研究中的应用1.光传感器：超材料可以通过改变材料的周期结构和组分来实现对光的选择性吸收，从而制备出高灵敏度、高选择性的光传感器。
这些传感器可用于环境污染检测、生物传感和光学信号处理等领域。
2.光谱分析：超材料能够通过调控材料的纳米结构和周期性来实现对光的分散和分光效果，从而实现高分辨率和高灵敏度的光谱分析。
这种特性在分子结构分析、材料成分检测和光学信号处理等领域有着重要应用。
3.光通信：超材料具有负折射和微纳结构设计的能力，可以用来制作超柔性的光纤和光波导器件，并且可以实现对光信号的高精度调制和传输。
这种特性在高速光通信和光网络传输中具有重要的应用。
4.激光技术：超材料可以通过结构和组分的设计来实现对激光的调制和控制，从而制备出高纯度、高能量密度的激光器件。
这种特性被广泛应用于激光微加工、激光成像和激光治疗等领域。
5.光能转换和太阳能电池：超材料具有良好的光散射和光吸收特性，可以实现对太阳光的高效吸收和转换。
超材料的特性和应用。
超材料的特性和应用。
具体整理如下：1、超材料是什么？起初对于超材料的研究是负折射率超材料，1968 年前苏联科学家Veselago 首次提出同时具有负介电常数和负磁导率的材料概念，并预测利用这些材料可以实现负折射、逆多普勒等效应。
由于介电常数和磁导率同时为负时，电场E、磁场H 和波矢k 的关系不再符合右手螺旋定则，而是满足左手定则，因此这种材料又称为“左手材料”，但这些特征在自然材料中并不存在。
直到1996 年和1999 年，英国科学家Pendry 等人设计了周期排布的金属细线结构和开口谐振环（SRR）结构，并证明可以分别实现负等效介电常数和负磁导率，自此引入了超材料的概念。
“超材料”一词最初由Rodger M. Walser 教授提出，用来形容自然界不存在的、人工制造的、三维的、具有周期性结构的复合材料。
超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工材料，超材料通过围绕的微米/纳米级图案或结构设计，使它们以自然界中不存在的方式与光或其他形式的能量相互作用，典型的超材料有左手材料、光子晶体、超磁性材料、金属水等。
超材料通常与纳米技术相关联，因为在光学应用里重复的单元结构是以纳米为单位的。
创造超材料可能只有通过纳米技术才能实现。
未来随着纳米技术在未来几十年的进步，将会解锁更多新的超材料并降低其制造成本。
2、超材料的特性①超材料是人工设计与制造的材料而不是天然存在的材料；②超材料是一种复合型或混杂型材料,而不是单一的或纯净的材料；③超材料所呈现的物理性能是超常态的，非自然材料所有的，如负折射率、负磁导率、负介电常数、逆多普勒效应；④可以通过改变材料的基本单元结构、形状、方向、排列等物理特性，使超材料可对光波、电磁波和声波实施有效的操控；3、超材料的种类•电磁超材料•声学超材料•机械超材料•热学超材料4、超材料的应用场景•超透镜超透镜是一种二维平面透镜结构，是由超表面聚焦光的光学元件制成。
被誉为2019年十大新兴技术之一。
超材料
Xiang Zhang
Sub–Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens
Sub–Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens
崔铁军团队
Broadband Ground-Plane Cloak
Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies
D.R.Smith
Experimental Verification of a Negative Index of Refraction
频率 10ials
主要内容
什么是超材料 负折射率概念 隐身衣原理 超材料的研究发展状况
什么是超材料？
超材料的三个重要特征
超材料通常是具有新奇人工结构的复合材 料；
超材料具有超常的物理性质（往往是自然 界的材料中所不具备的）；
超材料性质往往不主要决定于构成材料的 本征性质，而决定于其中的人工结构。
自然界中的材料
负折射率
电磁波沿曲线传播
电磁波的传播方向取决于介质的性质
隐身衣的基本原理
什么是“看到” ？
实现隐身效果
隐身衣
man→woman
J.B.Pendry
Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies
Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies
Broadband Ground-Plane Cloak
超材料科学的基本概念和制备方法
超材料科学的基本概念和制备方法超材料是一种新型材料，它通过设计并组装人造结构实现所需的物理特性。
它具有许多优异特性，比如电磁波吸收、隐身、超分辨率成像等等。
超材料科学的出现为我们提供了一种具有重要应用意义的工具。
然而，什么是超材料？它的制备方法又是什么呢？本文将为大家介绍超材料科学的基本概念和制备方法。
一、超材料的基本概念超材料是一种人工设计的、具有特殊电磁性质的介质材料。
它的特殊性质来自于其微观结构，一般由一系列亚波长结构组成。
这些亚波长结构可以控制电磁波的传播，达到特别的功能。
超材料可以用于电磁波吸收、隐形材料、超分辨率成像、光电探测和宽带吸声等方面。
目前超材料的材料系统有金属、介质和半导体。
其中以金属为基础材料的超材料研究较为成熟。
二、超材料制备方法制备超材料的方法有多种，常见的制备方法包括厚膜电镀法、光刻/电子束曝光法、微球立体组装法、侵蚀法等。
1. 厚膜电镀法厚膜电镀法制备超材料的过程是在导体表面上，电镀出一层厚达几毫米的金属。
这一层金属被称作铜基底层。
通过对铜基底层的切割和银层的电镀，可以制备出一系列紧密排列的立方体状金属微结构。
2. 光刻/电子束曝光法光刻/电子束曝光法是通过光刻和电子束曝光技术制造超材料的方法。
这种方法需要一个金属基底，以及在金属基底上铸造的绝缘层。
对这一层绝缘层进行光刻或电子束曝光，并进行线形转移和化学腐蚀，最终得到所需的立方体状金属微结构。
3. 微球立体组装法微球立体组装法是通过一系列的微球组成，熔结在一起构建超材料的方法。
它的制备过程是先制备一个硅基底，然后在硅基底表面上喷洒一层聚丙烯小球。
在这些小球的表面涂上一层银薄膜，并利用硝酸的腐蚀作用，将聚丙烯球全面溶解，得到一个由银层组成的硅基底。
这种方法不会破坏银层，使所制备的微结构非常完整。
其中每个微结构的大小、形状可以通过微球粒径的控制来实现。
4. 侵蚀法侵蚀法是一种在大面积上制备超材料的方法。
其制备过程是先铸造出一个硅基底，然后在基底表面涂上一层光敏胶。
超材料的基本特性及其应用
超材料的基本特性及其应用超材料，是一种具有优异电磁特性的人工合成材料。
它具备许多传统材料所不具备的特性，如超常的折射率、负折射率、超透射性等。
这使得超材料在电子器件、光学器件等领域中具有广泛应用前景。
超材料的特性相比于自然物质，超材料的特性更加优秀。
其主要特性包括以下方面：一、折射率、相位常数和阻抗的负值超材料可以表现出折射率、相位常数和阻抗的负值，这使得超材料可以制造出近似于“隐身材料”的功能。
二、波导的超透性在传统的金属材料中，电磁波通常都会被反射和散射，导致波导中的能量损失极大。
而在超材料中，电磁波可以穿过材料，从而实现能量在波导中的无损传输。
三、调节器件中的折射率超材料可以通过改变电磁波的波长，进而改变它在材料中的传播速度和折射率。
这就可以通过切换材料的不同状态实现调节器件中的折射率。
四、吸收电磁波的频率选择性超材料中的均匀微观结构可以选择性地吸收特定频率的电磁波。
这可以被用于制造扰动符合特定频率的电子器件。
应用领域超材料在电子器件、光学器件、热学器件等领域中都具有广泛的应用。
一、电子器件超材料可以被用于制造变频器、滤波器等电子器件。
比如说，可以用超材料制造出更加小型化的高频功率器，从而提高功率传输效率，并降低了功率器件的大小。
二、光学器件因为超材料表现出了负折射率，所以它可以被用于制造隐身材料。
并且，超材料在制作光学透镜、微波器等方面也具有巨大的应用前景。
三、热学器件超材料也可以在热学器件中得到应用。
例如，超材料可以制造出更加高效的太阳能电池板，可以更高效地吸收太阳能，并将其转化为电能。
总之，超材料在实际生产生活中具有不可替代的作用。
目前，有关部门已经开始对超材料的研发进行持续性的投入。
可以预期，在不久的将来，这种材料将会在各行各业中得到广泛应用。
超材料的应用与发展
超材料的应用与发展随着科技的不断进步和新材料的不断涌现，超材料作为一种创新性材料，在科技领域里备受重视。
超材料是指由人工构造的规则结构，可以在某些方面超过传统材料的性能，并具有特定的表征。
它结构先进、性能卓越、功能多样，具有电磁、声学、热学、光学等多种特殊性质，被广泛地应用于通信技术、能源工程、生命科学、医学、军事等领域。
本文将从超材料的定义、类别、应用以及发展等方面进行详细介绍，以期更好地认识和了解该材料，为今后超材料的发展提供帮助。
一、超材料的定义超材料（metamaterials）是由人工设计和制造，具有某种超越“自然材料”的性质的人工材料，是一种特殊的功能材料，具有超常的负折射率、纳米结构、非谐振和多频带等特性。
它们在电磁、声学、热学、光学等性质上表现出超常的效应，可以用于实现传统材料无法实现的各种功能。
二、超材料的类别根据不同的材料特性和应用，超材料可分为四大类，分别为电磁超材料、声波超材料、热学超材料和光学超材料。
1. 电磁超材料电磁超材料是由大量超小粒子组成的高度集成的材料，具有折射率和介电常数等物理性质与真实的物质有所不同。
典型的电磁超材料包括：负折射率介质超材料、介电介质超材料、磁性超材料、金属电磁超材料等。
2. 声波超材料声波超材料是一种利用人造及自然材料实现声波负波数的结构材料。
它是由大量超小粒子组成的高度集成的材料，能够引导和放大声波。
典型的声波超材料包括：膜式声波超材料、声子晶体超材料、声场超材料等。
3. 热学超材料热学超材料是一种具有特殊热物性的材料，具有优异的导热、隔热、温度控制等性质，可用于节能、环保等领域。
典型的热学超材料包括：热阻材料超材料、热导材料超材料、热扩散材料超材料等。
4. 光学超材料光学超材料是一种具有特殊光学性质的人造材料，具有折射率与真实物质不同、光学共振、吸收等特性，使光具有难以想象的自旋、自旋-轨道耦合、动量等行为。
典型的光学超材料包括：负折射材料超材料、超透镜超材料、超曲面材料超材料等。
超材料在光学领域中的应用
超材料在光学领域中的应用超材料是一种具有特殊结构的材料，其微观结构在几何、尺寸和物理性质上都具有优异的特点。
由于这些特殊性质，超材料在许多不同领域中都有广泛的应用，其中在光学领域中的应用尤为突出。
1. 超材料的概述超材料是一种由微小的、亚波长级别的结构组成的材料。
这些结构可以重复排列形成立体结构，或者沿着一定方向布置形成平面结构。
超材料通常包括金属和非金属两种材料，其结构可以通过纳米加工技术精细制备。
超材料在光学和电磁学等领域中的应用广泛，包括光学成像、光通信、光传感等。
2. 超材料在折射率调控方面的应用超材料在折射率调控方面的应用是目前研究最为深入的领域之一。
通过合理设计超材料的结构，可使得光在其内部具有与常规材料相比不同的传播方式和折射率。
超材料的折射率甚至可能为负数，这种现象无法在自然界中观察到。
超材料的这种特殊性质在光学应用中有广泛的用途，如光学元件、超透镜、非完美透镜的超分辨成像等。
3. 超材料在光学信号传输方面的应用超材料在光学信号传输方面的应用是另一个值得关注的领域。
超材料可以具有多种不同频率范围内的负折射率。
这一特性使得超材料成为制造高品质、高速率的光通信器件、激光和光存储器件的理想选择。
近年来也有不少这方面的研究，超材料在此方面的应用前景非常广泛。
4. 超材料在表面等离子体共振(SPR)传感器中的应用表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）传感器，是一种通过检测表面的等离子体共振效应来判断科学或生物样品特征的物理测量技术。
在这方面的应用中，超材料可以用于调节表面等离子体共振(Tunable SPR)传感器的反应性能，从而提高其检测的灵敏度和研究的准确性。
超材料的结构能够大幅增强磁场和电场的相互作用，从而使磁场和电场的经典效应的贡献量大幅增加，分辨率极高。
这项技术当前已经广泛应用在许多生物和化学检测领域中。
5. 超材料在光谱学中的应用由于自然材料的反射和发射的光谱带宽度有限且对特定波长具有某种阻挡作用，因此需要每种不同材料都要对应一套新的过滤器和检测器。
超材料是什么
超材料是什么超材料，顾名思义，是一种具有超常规性能的材料。
它们可以在某些方面表现出特殊的性质，例如负折射率、负抗性、负热膨胀等。
这些特性使得超材料在光学、声学、热学等领域具有广泛的应用前景。
超材料最早是在20世纪90年代由英国物理学家约翰·潘德里格斯和大卫·史密斯提出的。
他们提出了一种新型材料，这种材料具有负折射率，即光在这种材料中传播时会出现反常的折射现象。
这一概念引起了科学界的广泛关注，也开启了超材料研究的新篇章。
超材料的特殊性质源于其微观结构的设计和调控。
通常情况下，超材料由人工制备的微纳结构组成，这些结构的尺寸远小于光波长或声波波长，因此可以表现出与自然材料不同的性质。
通过合理设计这些微纳结构的形状、尺寸和排列方式，可以实现对光、声、热等波的控制，从而实现超材料的特殊功能。
超材料在光学领域的应用是最为广泛的。
由于其负折射率的特性，超材料可以制备出折射率为零的透镜，这种透镜可以消除球面像差，实现超高分辨率的成像。
此外，超材料还可以用于制备超透镜，实现超分辨率成像，甚至可以突破衍射极限，实现纳米尺度的成像。
除了光学领域，超材料在声学和热学领域也有着重要的应用。
在声学领域，超材料可以实现声波的负折射率和声波的透镜效应，从而可以用于声波成像和声波隔离。
在热学领域，超材料可以实现负热膨胀和热传导的控制，可以用于制备热辐射控制材料和热绝缘材料。
总的来说，超材料是一种具有特殊性质的材料，它们可以通过微观结构的设计和调控实现对光、声、热等波的控制，具有广泛的应用前景。
随着超材料研究的不断深入和发展，相信它们将会在各个领域展现出更多令人惊奇的应用。
什么是超材料？六类超材料介绍
什么是超材料？六类超材料介绍“超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。
“超材料”（Metamaterial）是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构。
超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。
超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。
典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料” 、“金属水”。
六类超材料1、自我修复材料——仿生塑料伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复能力的仿生塑料。
这种聚合物内嵌有一种由液体构成的“血管系统”，当出现破损时，液体就可像血液一样渗出并结块。
相比其他那些只能修复微小裂痕的材料，这种仿生塑料可以修复最大4毫米宽的裂缝。
2、热电材料一家名为Alphabet Energy的公司开发出了一种热点发电机，它可被直接插入普通发电机的排气管，从而把废热转换成可用的电力。
这种发电机使用了一种相对便宜和天然的热电材料，名为黝铜矿，据称可达到5-10%的能效。
科学家们已经在研究能效更高的热电材料，名为方钴矿，一种含钴的矿物。
热电材料目前已经开始了小规模的应用——比如在太空飞船上——但方钴矿具备廉价和能效高的特点，可以用来包裹汽车、冰箱或任何机器的排气管。
3、钙钛矿除晶体硅外，钙钛矿也可可用来制作太阳能电池的替代材料[ 。
在2009年，使用钙钛矿制作的太阳能电池具备着3.8%的太阳能转化率。
到了2014年，这一数字已经提升到了19.3%。
相比传统晶体硅电池超过20%的能效。
科学家认为，这种材料的性能依然有提升的可能。
钙钛矿是由特定晶体结构所定义的一种材料类别，它们可以包含任意数量的元素，用在太阳能电池当中的一般是铅和锡。
超材料的物理性质及其应用
超材料的物理性质及其应用随着科技的不断进步，材料科学领域也迎来了新的革命——超材料。
所谓超材料，是指那些能够在某些方面超越天然材料的特殊材料。
它们不仅具有特殊的物理性质，还广泛应用于医疗、通信、能源等领域，使人类的生活得到了极大的改善。
一、理解超材料首先，我们来深入理解一下什么是超材料。
超材料是由人工设计的微观结构构成的复合材料，通常由几种不同材料的纳米粒子或纤维组成。
这些材料呈现出非常不同的物理性质，如超穿透、负穿透、负折射、吸波和超导等。
在很多领域，超材料的神奇性质已经得到了广泛应用。
例如，在医学领域，超材料可以用于制造人工骨骼、软骨和血管等；在通信领域，超材料可以制造更快、更可靠的微波器件和天线；在能源领域，超材料可以制造更高效的热电材料等。
二、超材料的物理性质超材料具有许多独特的物理性质，这是天然材料所没有的。
这些物理性质通常是由材料微结构的设计和调控所决定的。
下面介绍一些常见的超材料物理性质：1. 超穿透超穿透是超材料最重要的物理性质之一。
具有超穿透性质的超材料可以使得电磁波穿透到超材料内部后几乎没有衰减，并保持原有的方向性。
这种性质很大程度上取决于超材料的“视觉迷彩”能力，即能够将外部光通过成像的形式来“穿透”材料。
2. 负穿透负穿透是指超材料可以让电磁波穿透到材料内部之后再次跑出来，而且方向不变并且重新打开了波阵面。
这种性质对于制造超薄透镜很有用，这些透镜可以可靠地将光某种方向的光聚焦在一起，而不见效果减弱或者无法实现。
3. 负折射负折射是指材料可以使入射光线的折射方向与那些我们通常遵循的光规则相反。
这种性质是一种基础性质，已经在实验室中得到了广泛研究。
4. 吸波超材料还可以呈现出很强的吸波性质，这种性质对于避免无线电频率的干扰和掩蔽电磁波的信号非常有用。
5. 超导在超材料中，电子可以流动，从而实现超导。
这意味着超材料可以成为传输电力和电信号的理想材料。
三、超材料的应用超材料在各个领域的应用前景都非常广泛。
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超材料——过去十年中人类最重大的十项科技突破之一狭义上超材料即指电磁超材料,电磁超材料具有超越自然界材料电磁响应极限的特性,能够实现对电磁波传播的人为设计、任意控制。
目前该材料被应用在定向辐射高性能天线、电磁隐身、空间通信、探测技术和新型太赫兹波段功能器件等方面。
看好电磁超材料在军工、通信和智能结构等方面的应用前景电磁超材料在军工领域的应用比较广泛,目前已应用的超材料产品包括超材料智能蒙皮、超材料雷达天线、吸波材料、电子对抗雷达、超材料通讯天线、无人机雷达、声学隐身技术等。
通信领域电磁超材料最具应用前景的就是无线Wi-fi网络,目前光启已进入该领域。
电磁超材料在智能结构中的应用主要有两类:地面行进装备用智能结构和可穿戴式超材料智能结构。
智能结构用电磁超材料的市场前景非常广阔A股超材料主题相关上市公司主要包括:国民技术(300077)、龙生股份(002625)、鹏博士(600804)和鹏欣资源(600490)等,建议重点关注国民技术、鹏博士和鹏欣资源。
超材料“Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。
拉丁语“meta-”，可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。
对于metamaterial一词，目前尚未有一个严格的、权威的定义，各种不同的文献上给出的定义也各不相同。
但一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。
迄今发展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”等。
“左手材料”是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。
近一两年来“左手材料”引起了学术界的广泛关注，曾被美国《科学》杂志评为2003年的"年度十大科学突破"之一。
1原理超材料的应用与原有的材料制备有很大的区别，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是逆向设计，根据针对电磁波的具体应用需求，制造出具有相应功能的材料。
2特征metamaterial重要的三个重要特征：（1）metamaterial通常是具有新奇人工结构的复合材料；（2）metamaterial具有超常的物理性质（往往是自然界的材料中所不具备的）；（3）metamaterial性质往往不主要决定与构成材料的本征性质，而决定于其中的人工结构。
3隐形功能具有讽刺意味的是，超材料曾被认为是不可能存在的，因为它违反了光学定律。
然而，2006年，北卡罗来纳州的杜克大学（Duke University）和伦敦帝国理工学院（Imperial College）的研究者成功挑战传统概念，使用超材料让一个物体在微波射线下隐形。
尽管仍有许多难关需要克服，但我们有史以来头一次拥有了能使普通物体隐形的方案（五角大楼的国防高级研究计划署[The Pentagon’s Defense Advanced Research Project Agency，DARPA]资助了这一研究）。
4制造研究超材料获得不同波长的光线被特殊波导捕获形成彩虹从metamaterial的定义中可以看出，超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料。
因此，早期的“超材料”研究与材料科学无缘。
无论是左手材料还是光子晶体，最早开展研究的都是物理学家，而此后由于可能的应用，一些电子科学家进入了这一领域。
事实上，要获得理想的“超材料”，“材料”的选择是至关重要的。
对于光子晶体材料，人们在实验上长期追求的目标是实现光频段的完全光子带隙。
科学家选择了银作为介电背景，银在可见光范围的折射率在0.2-0.4左右，且有很好的透光性。
利用化学过程将银引入到聚乙烯微球晶体，结果获得了具有接近完全带隙的光子晶体。
利用材料科学的原理，把各种功能材料引入“超材料”系统，有可能获得具有新功能的超材料或器件。
生产制造不同波长的光线能够被特殊波导的不同位置捕获，形成彩虹美国与中国台湾科学家利用已广为光学工业界接受的斜角沉积(oblique angle deposition, OAD)技术为基础，发展出一项可以大规模生产光学超材料(metamaterial)的技术。
该小组以伯这种技术在硅基板上制作银纳米柱(nanorod)构成的薄膜，该薄膜能以特殊的方式操控光，在光电产业上具有广泛的应用。
超材料引起了不少研究兴趣，主要是因为它具有制作隐形斗蓬(invisible cloak)及超级透镜(superlens)的潜力。
然而，截至目前制作出来的超材料只能在有限的频率范围内工作，而且很难大量生产。
为克服这个问题，台北科技大学的任贻均(Yi-Jun Jen)等人采用了斜角沉积法来制作超材料。
斜角沉积法顾名思义是在真空中以倾斜角度将薄膜材料沉积在基板上。
任贻均等人先以电子轰击银块材使其气化，然后让银蒸气沉积在2英寸厚的硅基板上，通过调整基板的倾斜角度，让银在自我遮蔽效应(self-shadowing effect)作用下，优先朝蒸气注入的方向生长成纳米柱。
长成的银薄膜厚240 nm，银纳米柱长650 nm、宽80 nm，并与基板法线夹66度角。
研究人员以波长介于300至850 nm的光照射样品以测量其光学特性，结果发现在波长介于532至690 nm间会产生负折射，而理论上该系统在可见光波段(380-750 nm)都会产生负折射。
宾州州立大学的Akhlesh Lakhtakia表示，虽然其它团队也曾制作这类薄膜，但从未有人采用双轴介电-磁性材料(biaxial cielectric-magnetic material)。
他指出，由于斜角沉积法是一种平面技术，它应该能轻易地与微电子制程整合。
该团队接下来将研究薄膜形貌的影响，并开始研发层状结构以降低能量的衰减。
[1]5应用研究零折射率超材料一个国际科研团队研制出了一种新的光纳米结构，使科学家能操纵光的折射率并且完全控制光在空气中的传播。
最新研究证明，光（电磁波）能通过人造媒介，从A点无任何相变地传播到B点，好像该传播媒介完全在空气中消失一样。
这是科学家首次在芯片规模和红外线波长上实现同相传递和零折射率[2]。
该研究由美国哥伦比亚大学机械工程系副教授王琪薇（音译）和电子工程系博士候选人瑟尔达·可卡曼领导，他们同英国伦敦大学学院、美国能源部布鲁克海文国家实验室以及新加坡微电子研究所的科学家携手完成了这项研究。
科学家们将正折射率和负折射率结合在一起，实现了对光子相位的精确控制。
自然界中所有已知材料的折射率均为正。
科学家们通过对这些人造亚波长的纳米结构进行蚀刻，实现了对光传播的控制，使该媒介中出现了一个负折射率。
科学家们接着将该折射率为负的媒介同一个折射率为正的媒介串联在一起，使得最终得到的纳米结构表现得好似其折射率为零。
最新研究甚至也为我们提供了一种潜在的方法，让我们能包裹或隐藏物体。
超材料可吸收所有光线来自美国波士顿学院和杜克大学的科学家研究小组研制出一种高效超材料(metamaterial)，能够吸收所有到达其表面的光线，达到光线完全吸收的科学标准。
这项研究报告发表在2008年6月出版的《隐身衣技术需要超材料物理评论快报》上。
波士顿学院物理学家威利·J·帕迪利亚说，“当光线打击材料介质时会出现三种情况：光线被反射，比如光线照射镜面时；光线被传播，比如光线照射在玻璃窗户上时；最后一种情况就是光线被吸收并转换成热量。
这种最新设计的超材料可以确保光线既不被反射，也不在其中传播，而是将光线完全吸收转换成热量。
我们设计的超材料具有特殊的频率可以吸收所有打击在其表面上的光量子。
”该研究小组除帕迪利亚之外，还包括波士顿学院研究员内森·I·兰迪和杜克大学大卫·R·史密教授、研究员索基·萨吉伊格比和杰克·J·莫克。
研究小组基于之前用于设计共鸣器的作用场，用计算机模拟实现了电场和磁场结合在一起能够成功吸收所有放射光线。
由于这种超材料成份可以分别吸收电磁波的电场和磁场，从而可以较高地吸收窄频范围的光线。
帕迪利亚称，这种超材料第一次示范了对光线的完全吸收，它不同于独立建造于金属元件的传统吸收材料，现使该材料更加柔韧，适合应用于收集和探测光线。
超材料的设计赋予其新的特征，突破了它本身的物理成份限制，能够依据光线放射程度进行“剪裁定制”。
由于该材料的设计基于几何等级，这种超材料可以应用于相当数量的电磁光谱。
超材料用于3D显示“超材料”（以负折射率介质为代表的新型人工电磁介质）使用复合谐振，可以使光在任何方向上弯曲；通过使周围的光改变方向，很有可能覆盖他们视觉以内的空间范围。
如今数学家已经给出了一幅蓝图，空心光纤内铸入“超材料”制造出有覆层的管道，每个这种管道可以掩盖从平面象素阵列过来的光，可以进行3-D显示。
在3-D中对微小覆层管道的排列，除了发光的一端，从平面象素阵列过来的光可以通过光纤而不被看到，这就好像光是浮在空中一样。
“光通过一个物体的一端，看着它在管道中消失，却在另一端重新看见光”，罗彻斯特大学研究“超材料”的教授Greenleaf介绍说。
根据研究者的介绍，在3-D显示中采用这种原理，要求光从象素的平面阵列中通过光纤到达它们应在的空间位置上。
光从“超材料”制造的空心光纤投射下来，周围的光绕着管道改变方向，使这些光不可见。
另一方面，从象素的平面阵列过来的光，不可见地通过每根光纤，在三维空间的特定位置上发光。
通过在空间中对数以千计这种象素的排列，可以使得3-D 显示简单地浮现在空中。
Greenleaf和他的同事警告说利用“超材料”管道进行3-D显示是一个未来多年的长期目标，但是短期内可以运用到医学上，比如，“超材料”管道可以掩盖外科医生内视检查中的不需要的部分，通过穿过“超材料”管道的光，外科医生可以有效地隐藏除了他的工具外的其他可见物，可以更快，更准确地进行内视检查。
Greenleaf和他的合作者还未制造出“超材料”管道，不过，他们声称可以制造出蓝图可以让其他制造者参照。
特别地，“超材料”需要对负折射率的设计，所以可以使光在管道中从一个方向转为另外一个方向，就好像覆层管道几乎不存在一样。
研究者的蓝图包括管道内“超材料”涂层的一系列的参数设置。
Greenleaf的合作者包括芬兰赫尔辛基理工大学教授Matti Lassas，伦敦大学学院教授 Yaroslav Kurylev和华盛顿大学教授Gunther Uhlmann。
[超材料作为独立的学科始于2001年。
光启创建团队在2009年首次实现了宽频带超材料隐身衣的设计与制备，该成果刊登在美国《科学》杂志上，引起业界很大的反响。