黃吉平:從光學隱身衣到熱學隱身衣

2020-12-01 科學網

    超構材料(metamaterial)是一類結構材料，它的新奇物理性質由材料的幾何性質決定，這種材料在自然界或化合物中比較少見，它通常是由人工設計出來的。這類材料在電磁學和光學領域已有大量的研究（例如入射光線與折射光線在法線同側的負折射），相關的早期文獻一般可以追溯到1968年Veselago的工作[1]。自上世紀90年代起，電磁學和光學領域關於超構材料的研究蓬勃發展、直到今天，僅在《Nature》、《Science》、《Physical Review Letters》這三個學術期刊上就已經發表大量學術論文。在此期間，Pendry及其合作者起到了引領作用，例如他們在2006年發表的一篇論文[2]引用次數已經達到2878次(2015年2月25日「web of science」檢索結果)；在此領域，近期也有數篇具有高影響力的論文，例如[3-6]。

    當超構材料在電磁學和光學領域蓬勃發展之時，有學者把超構材料拓展到其它領域，例如聲學[7]。至今，聲學超構材料方面的研究也已達到白熱化，具體進展可以參閱文獻。

    但是，無論是光學、電磁學、還是聲學，這些領域都與「波」密切有關，或者說，在這些領域中，超構材料的新奇物理性質都是由波動方程確定的。這個事實致使很多科學家發展了大量的實驗工具和理論方法，用於研究和操控波動方程。其中卓有成效的一個操控波動方程的理論方法就是基於坐標變換的方法，這個方法運用到電磁學或光學領域已取得極大成功，它給出了一個比較直觀的便利途徑，用於獲得具有各種新奇性質的光學或電磁超構材料，例如光學隱身衣[2]——穿上這種隱身衣的人不能被外人看到……【全文點擊】

相關焦點

  • 英美科學家利用光學原理研製出「隱身衣」(圖)
    英美科學家利用光學原理研製出「隱身衣」(圖)  日本「隱身衣」 來源：法制晚報　　首件二維「隱身衣」問世　　據美國媒體北京時間今晨報導，科學家開發出全球首件二維「隱身衣」。
  • 納米織造隱身衣(圖)
    「不過，即使你面對隱身鬥篷，你還是看不見它。不僅如此，你會看到本應被它阻擋的東西。因為只要沒有光從它上面反射到你的眼睛，你就看不到它。」　　在沙拉耶夫之前，也是有一些「隱身衣」的。東京大學的田智前教授曾經依靠6 臺1160 萬像素的攝像機展示過一款「隱身衣」：衣服後面的場景被這些攝像機拍攝下來，隨後經過一臺性能極強的計算機的處理，然後再投射到由一個非常明亮的電子顯示器製成的衣料上。
  • 浙大團隊研製微波段「隱身衣」
    光學領域著名期刊《自然·光子學》24日在線報導了浙江大學信息與電子工程學院教授陳紅勝課題組的一項最新研究：在國際上率先實現基於深度學習的新一代智能隱身器件，可在不依賴任何人為操控的情況下，快速地動態適應變化的背景電磁環境，在微波段實現對雷達「隱身」。
  • 微信大爺穿隱身衣隱身,量子隱身衣,究竟是謠言還是確有其事?
    導讀：微信大爺穿隱身衣隱身，量子隱身衣，究竟是謠言還是確有其事？前不久，微信上傳出一段視頻，一位老人拿著一塊自稱有隱身功能的布，當布擋住老人身體時，老人確實消失了。雖然從圖片上來看，這種面料的效果十分驚人，但也不能說明量子隱身衣就真實存在了。其實如果隱身衣能夠發明出來，那它的用處是非常大的。在以前，我們利用環境來為我們打掩護，其實也就用到了這樣的原理。但那就比較簡陋，而現在，我們的技術發展起來，說不定真的有一天有能夠讓自己隱身的衣服。這樣，在軍事方面的應用肯定極為廣泛。
  • 隱身衣問世
    「隱身衣」真的被造出來了? 近日,網上熱傳一段「隱身衣」視頻,一位老大爺拿著一塊有隱形功能的布,當布擋住身體時,人就真的消失了,只能看到背後的花花草草。有傳言說這是浙大老師發明的「國產量子隱身衣」,也有網友說這是來自中國的「神秘力量」,還有人說「魔術」而已……真的有隱身衣嗎?人怎麼就能憑空消失呢?
  • 浙大科學家研製「隱身衣」 讓生物隱形
    要隱身，進入隱身衣的光線必須跑得比外部光線快 　　在這個課題組的實驗中，一隻蹲在六邊形隱身裝置裡的小貓，在特定的某個角度，光線可以直接繞過小貓，並回到原來的路徑出射，產生小貓「隱身」的效果。為了探究隱身衣對不同生命環境的適應性，課題組還研發了一組適用於水中隱形的裝置：金魚遊進這件「隱身衣」，身後的物體仍然一覽無餘。
  • 負折射讓隱身不再是科幻 隱身衣可3D列印
    負折射讓隱身不再是科幻　　想像一根稻草插在一杯水裡，在正常折射率條件下，你觀察到的水下面的稻草會彎曲，如果這杯水具有負折射的特性，你看到的稻草就會消失不見，這一原理是製作隱身衣的基礎。辛皓說：「理論上說，能夠認為設計任何折射率的材料，當人穿上能夠彎曲他們周圍光的衣服後，身體的一部分自然就隱形了。」
  • 雷達隱身如此發達,光學隱身技術進展如何?中美差距並不大
    所以說目前軍用領域的隱身還僅僅只是對雷達的隱身，即便是隱身戰機飛入肉眼可視範圍以內依舊能夠被清晰看見。那麼另一種更高端的隱身技術，光學隱身技術的進展又是如何呢？在這一點上其實中國和美國的差距並不算大。，這件衣服被罩在一個銅製圓柱狀物體上之後成功將其光學隱身，即便是用肉眼去看也很難發現。
  • 無需魔法就能隱身,以色列科學家提出隱身衣新概念!
    （原標題：STUNNING scientific breakthrough: Researchers discover how to make things INVISIBLE） 網易科技訊 11月16日消息，最近科學家提出一種隱身的新方式
  • 隱身衣問世?真相原來如此
    有傳言說這是浙大老師發明的「國產量子隱身衣」，也有網友說這是來自中國的「神秘力量」，還有人說「魔術」而已……真的有隱身衣嗎？人怎麼就能憑空消失呢？其實，這類「隱身衣」視頻在網上流傳很多。比如下面這個動圖中，一位父親給孩子拍攝了「隱身衣」視頻。在視頻的最後，這件「隱身衣」露出了原形，原來就是一塊綠布。
  • 德國科學家製造出光學隱身鬥篷
    [摘要]德國卡爾斯魯厄理工學院的研究人員使用新型漫射光散射介質製造隱身鬥篷，可實現光學隱身，此前他們已經研究的紅外隱身技術。藉助光學隱身材料的發展，未來有可能出現這樣的情形。
  • 大爺穿上「國產量子隱身衣」憑空消失? 真相是...
    近日，網上熱傳一段「隱身衣」視頻，一位老大爺拿著一塊有隱形功能的布，當布擋住身體時，人就真的消失了，只能看到背後的花花草草。有傳言說這是浙大老師發明的「國產量子隱身衣」，也有網友說這是來自中國的「神秘力量」，還有人說「魔術」而已……真的有隱身衣嗎？人怎麼就能憑空消失呢？
  • 浙大團隊研製基於深度學習的「隱身衣」
    古往今來，從西遊記中遁跡匿影的孫悟空到哈利波特手中神奇的魔法棒，無數神話電影表達著人類對隱身的美好嚮往，也激勵著科學家不斷探尋的腳步。自然界存有兩種「隱身衣」，是生物的生存利器。變換光學隱身方法區別於上述兩種策略，它是利用坐標變換的方法來控制電磁波，使其能夠繞過被隱身的區域，按照原來的方向傳播，從而達到物體完全隱形的目的。變換光學隱身理論自提出後便激發了科研人員的研究熱情。
  • 大爺穿上"國產量子隱身衣"憑空消失? 真相如此
    真相原來如此） 央視新聞客戶端12月7日消息，「隱身衣」真的被造出來了？近日，網上熱傳一段「隱身衣」視頻，一位老大爺拿著一塊有隱形功能的布，當布擋住身體時，人就真的消失了，只能看到背後的花花草草。
  • 她想要的是一件隱身衣
    在楊絳先生的《隱身衣》中，楊先生曾問錢鍾書：「給你一件仙家法寶，你要什麼？」
  • 浙大團隊發明神奇隱身衣:魚缸裡魚不見了
    浙大團隊發明神奇隱身衣：魚缸裡魚不見了 　　陳紅勝團隊完成的這項「在可見光波段實現大型物體的隱形——電磁波『隱身衣』機理」的研究成果，今年10月24日發表在權威科學期刊《自然通訊》(nature communication)雜誌上。
  • 中國超材料橫空出世 8隻隱身衣概念股有望受益
    據悉，光學隱身裝置是利用光特性進行隱身的裝置，是使一個物體周圍的光線滑過物體的表面，使對方看不見達到隱身的效果，利用光學隱身已經成為科學界熱門研究領域之一。 　　中國的隱形技術研發，尤其在超材料的應用方面可謂獨樹一幟。超材料的應用與原有的材料製備有很大區別。
  • 中國研究團隊研製出「隱身衣」(圖)
    10月31日，浙江大學陳紅勝教授研究團隊工作人員演示一件「隱身日前，我國科學家運用這一原理，研製出能夠在可見光波段將生物隱形的隱身器件。　　「我們在可見光中實驗實現了物體的隱身，而且無需使用精密設計的納米電磁材料。」浙江大學國際電磁科學院陳紅勝教授領銜的團隊與新加坡南洋理工大學等國際團隊合作，使用玻璃，製造出了能夠在水中隱形的六邊形柱狀隱身器件和能夠在空氣中隱形的多邊形隱身器件，並用兩種隱身器件使金魚和貓成功隱形。
  • 這段「量子隱身衣」視頻火了,但真相卻是…
    近日，網上熱傳一段「隱身衣」視頻，一位老人拿著一塊有隱形功能的布，當布擋住人體時，老人真的消失了，只能看到了背景中的花草樹木。傳言稱這是國產量子「隱身衣」，還有一個版本稱這是「浙大老師發明的」。這類「隱身衣」視頻在網上流傳很多，記者還找到了一些類似的視頻。比如下面這個動圖中，一位父親給孩子拍攝了「隱身衣」視頻。在視頻的最後，這件「隱身衣」露出了原形，原來就是一塊綠布。
  • 浙江大學教授演示神奇「隱身衣」 魚缸還在魚沒了
    浙江大學教授演示神奇「隱身衣」 魚缸還在魚沒了 　　陳紅勝團隊完成的這項「在可見光波段實現大型物體的隱形——電磁波『隱身衣』機理」的研究成果，今年10月24日發表在權威科學期刊《自然通訊》(nature communication)雜誌上。　　陳紅勝團隊研發的「隱身衣」，目前是一個每條邊大約5釐米的六邊形柱狀體，周圍都是普通的有機玻璃，核心的「隱身通道」，由特殊光學玻璃構成。