世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)隱身材料

馬壽春

世界上許多國(guó)家都在研究能令物體實(shí)現(xiàn)隱身的新材料。目前,美、中、法、英、日等國(guó)都在這一領(lǐng)域取得了相關(guān)成果。改變光線方向、使物體變透明、變色隱藏物體……研究者們正在通過(guò)各種方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的“隱身”。

法國(guó)隱身材料:變色隱藏物體

從上世紀(jì)90年代末開(kāi)始,法國(guó)就開(kāi)始加強(qiáng)視覺(jué)隱身材料的研究,單是開(kāi)發(fā)出的吸波材料就有上千種之多。

法國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研究出三大類“變色龍”材料,統(tǒng)稱“X-色變”材料。

第一類是熱致色變材料。這類材料根據(jù)溫差以及所組成的顏料的性質(zhì)可以由一種顏色變成另一種顏色。這類材料雖然有多種改變色彩的能力,但是動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力慢,因此優(yōu)先用于移動(dòng)速度慢的突擊隊(duì)或特種部隊(duì)的偽裝,可防止夜視紅外探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)。

第二類是光致色變材料。這類材料對(duì)光輻射敏感,能根據(jù)周圍環(huán)境自動(dòng)改變顏色。目前這類材料是反激光的盾牌。當(dāng)受到激光束照射時(shí),這類材料制成的薄膜在強(qiáng)熱作用下瞬時(shí)改變狀態(tài),使入射線向空間反射。

第三類是電致色變材料。例如三氧化鎢,可以極其迅速地從一種顏色變成另一種顏色,特別適用于飛機(jī)或巡航導(dǎo)彈的隱身。

中美隱身材料:令微波“繞道法”

最近,美國(guó)杜克大學(xué)和中國(guó)東南大學(xué)組成的一個(gè)國(guó)際科研小組已順利研制出一種新型人工電磁材料,并以此制作出了“隱身大衣”。

這種隱身材料實(shí)際上是一種可以按特定方式導(dǎo)行電磁波的中空材料,在自然界中通常不存在,但其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)重新“設(shè)計(jì)”,具有扭曲微波的能力。當(dāng)微波進(jìn)入這種隱身材料后,就在其中彎曲行走,繞過(guò)被這種隱身材料包裹的物體,最后原樣不變地射出。在檢測(cè)儀器看來(lái),被這種“隱身衣”包裹的物體就好像消失了一樣?，F(xiàn)在只要使用簡(jiǎn)單的印刷電路板技術(shù),就能設(shè)計(jì)出一件“隱身大衣”。

此外,這種材料也可以用來(lái)改善無(wú)線電通信,增強(qiáng)室內(nèi)或地下的信號(hào)強(qiáng)度,從而減少某些物體對(duì)通信的阻礙。

目前,這種隱身材料只能在微波領(lǐng)域起作用,還不能完全避開(kāi)可見(jiàn)光。不過(guò),研究人員已經(jīng)編制出準(zhǔn)確設(shè)計(jì)新型人工電磁材料的軟件,應(yīng)用這些新材料,未來(lái)對(duì)于視覺(jué)隱身材料的研究還將更進(jìn)一步。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科研人員也在研制隱身材料。新材料可在范圍極廣的光波中呈現(xiàn)透明狀,令物體周圍的光波實(shí)現(xiàn)完全彎曲。

這種新材料是一種呈漁網(wǎng)狀的金屬材料,具有多層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每一層由銀和鎂的氟化物交替分層構(gòu)成。研究人員將導(dǎo)電的銀和不導(dǎo)電的氟化鎂交替堆疊在一起,并在層與層之間挖出極為微小的漁網(wǎng)狀圖樣。這樣一來(lái),人們?cè)诮t外線的范圍內(nèi)觀察被隱藏的物體時(shí),被隱藏的物體看起來(lái)就像消失了一樣。

此外,研究者還將進(jìn)一步研究隱身材料的“遮音”效果,使物體達(dá)到完全隱身、隔音。

英國(guó)隱身材料:實(shí)現(xiàn)“肉眼隱身”

英國(guó)倫敦帝國(guó)大學(xué)的科研隊(duì)伍和美國(guó)方面進(jìn)行合作,研制出了一種新型隱身材料。這種材料不但能令所覆蓋的物體“隱身”,還能把光線及微波導(dǎo)向人們需要的任意一個(gè)方向。

研究人員發(fā)現(xiàn),物質(zhì)的光物理特性和其分子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),就能改變物質(zhì)的光物理特性。利用這一原理,研究者制造出了新型隱身材料——一種叫做“元材料”的物質(zhì)。該物質(zhì)是由聚合材料和微小的錫卷或金屬絲混合制成的,能使光經(jīng)路徑彎曲?！霸牧稀本哂歇?dú)特的環(huán)形結(jié)構(gòu),同時(shí)兼?zhèn)涠喾N電磁特性。為了使這種材料的“隱身”效果更明顯,科學(xué)家把“元材料”的分子按同心圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)作了重新排列。

此外,英國(guó)科家學(xué)運(yùn)用納米技術(shù),設(shè)計(jì)出了一種超常介質(zhì)。這種介質(zhì)由很多層特殊的硅材料構(gòu)成時(shí),就能對(duì)光發(fā)生不同的反射和折射,當(dāng)光線最后回射到肉眼時(shí),就會(huì)變成波長(zhǎng)很小的光線。由于人眼無(wú)法感知這種光線,也就無(wú)法看到目標(biāo)物體了。

日本隱身材料:使人體變透明

日本研究人員也設(shè)計(jì)出了使物體隱身的新技術(shù)。他們用照相機(jī)和放映機(jī)在目標(biāo)物體表面播放背景圖像,使該物體“消失”。據(jù)悉,這種“隱身裝置”如果制作成外套,就能使穿著該外套的人變“透明”。近日,研究人員將這種裝置安裝在車門(mén)上,已經(jīng)成功地使金屬制的汽車門(mén)變得完全“透明”。人們透過(guò)封閉的車門(mén),可以清楚地看到車內(nèi)的儀表板。此外,金屬路標(biāo)在該裝置的隱藏下,也會(huì)變得“透明”無(wú)形。

(編輯 孫世奇)