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研究人員創(chuàng)造新型隱身材料可在太赫茲波段下隱形
據(jù)國外媒體報(bào)道,美國西北大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新型的隱身材料,這種材料能使物體在太赫茲波段下隱形。由西北大學(xué)麥考密克工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院機(jī)械工程助理教授孫成(Cheng Sun,音譯)設(shè)計(jì)的隱身材料,通過微梯度折射率材料對光線的反射和折射進(jìn)行控制,雖然這個(gè)設(shè)計(jì)不能發(fā)展成對可見光波段隱身的隱形斗篷,但是這項(xiàng)技術(shù)可進(jìn)行對隱形斗篷部分性能的評(píng)估以及在安全性上溝通了解。
人類對一個(gè)物體的辨認(rèn)主要是通過兩個(gè)因素:即外形和顏色。要使一個(gè)物體變得不可見,那就必須能夠操縱光線,使光線在物體表面上以特殊的方式運(yùn)動(dòng),既不會(huì)在表面上分散,也不會(huì)被物體吸收和反射,而吸收和反射的過程主要是體現(xiàn)物體所具有的顏色。 該研究小組為了操縱光線在太赫茲頻率的行為,孫助理教授使用研發(fā)了一種新型的超材料,該材料主要是在原子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì),而太赫茲頻譜則位于紅外線與微波之間。通過超材料的研發(fā)以及被稱為電子轉(zhuǎn)移微光固化的技術(shù),研究人員設(shè)計(jì)出一種微型棱鏡狀的隱形結(jié)構(gòu),大小小于10毫米。而電子轉(zhuǎn)移微光固化技術(shù)則是研究人員一組數(shù)據(jù)投影到液體聚合物的圖像上,然后將光線由液態(tài)層轉(zhuǎn)換成薄固體層。 而每個(gè)棱鏡的220層都有一個(gè)微小的孔,這個(gè)小孔比太赫茲波長要來得更小,這就意味著這些小孔能改變光的折射系數(shù),這樣就可以使得光線從棱鏡上部穿透下來時(shí),由于這些小孔的作用,而改變了光線的行為,使得處于棱鏡底部的物體變得可以隱身。最后,這些被改變行為的光線,會(huì)被另一個(gè)平臺(tái)所反射掉。 根據(jù)孫助理教授認(rèn)為:這個(gè)研究的目的并不是要研發(fā)出能對太赫茲波段隱身的工具,例如斗篷等,而是為了獲得一個(gè)更好地設(shè)計(jì)角度去研發(fā)一種新的材料,可以跟好的操縱光線的傳播。通過這個(gè)研究試驗(yàn),說明了從這個(gè)研究方向發(fā)展下去,我們可以自由的設(shè)計(jì)各種材料,可以改變不同波段上光線的折射率,這樣就可以在傳統(tǒng)意義上對光線的傳播路徑進(jìn)行人為地操縱。 該項(xiàng)研究中涉及的重要試驗(yàn)對象,太赫茲波段在研究歷史上一直被忽略,這是因?yàn)樗念l率比電子高出太多。但是,科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),有許多有機(jī)物的共振頻率處于太赫茲的水平上,這就意味著我們可以通過針對太赫茲水平的掃描儀對有機(jī)化合物進(jìn)行檢測。孫助理教授的關(guān)于太赫茲光學(xué)上的探索可以對生物醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生影響,這個(gè)影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:第一,我們可以研制針對某種癌癥的快速且安全的檢測方法,第二,使用太赫茲掃描儀可以加強(qiáng)機(jī)場的安全保障效能。 此研究的下一步計(jì)劃是向另一個(gè)方向發(fā)展,即研制太赫茲鏡頭。但是孫助理教授并沒有立即實(shí)行這個(gè)計(jì)劃,擴(kuò)展材料對更長波段上的光線改變行為的能力,達(dá)到這樣的能力與目前的研究還相距甚遠(yuǎn),目前主要集中在一個(gè)特定的頻率范圍之內(nèi),確保材料在特定的頻譜上具有穩(wěn)定的工作性質(zhì)。 |