
從《聊齋志異》中“嶗山道士”拜師學(xué)習穿墻術(shù),到《哈利·波特》里學(xué)生要穿過(guò)“九又四分之三站臺”前往魔法學(xué)校,“穿墻術(shù)”是從來(lái)只存在于幻想世界中的“仙術(shù)”。不過(guò),上海交通大學(xué)物理系近日完成的一項科研成果,有望讓“穿墻術(shù)”成真。
項目負責人之一的羅旭東副教授昨天告訴記者,這項科研成果的完成,基于一種自然界不存在的、人工制備、具有特殊性質(zhì)的復合材料———超穎材料(Metamaterials)。作為一種真正的“人工”材料,超穎材料不同于自然界材料都固有一種結構的特點(diǎn),而可以由科學(xué)家隨意改變組成這種材料最小單位的內在結構、外在形狀等因素,以及這些最小單位的排序,從而賦予這種材料各種各樣神奇的特質(zhì)。
對關(guān)注科技動(dòng)態(tài)的人來(lái)說(shuō),“超穎材料”這一名詞并不陌生。通過(guò)一定的“人工”安排,超穎材料可以使光線(xiàn)彎曲,光線(xiàn)照到這種材料上,會(huì )主動(dòng)繞個(gè)彎過(guò)去,因而,被這種材料包裹的物體就具有了隱身作用。
上海交大物理系馬紅孺教授、羅旭東副教授等領(lǐng)銜的課題組,從2005年前后開(kāi)始涉足這一研究領(lǐng)域,并于今年進(jìn)行集中攻關(guān)。課題組發(fā)現,隱身衣的原理,從另一個(gè)角度解釋?zhuān)沁@種特定的超穎材料可以讓物體變小,小到人的視覺(jué)或者雷達波等一些探測設備“看不見(jiàn)”。那么,對超穎材料動(dòng)另一番“手術(shù)”,是不是也能讓物體“變得”足夠大?用這種特殊材料包裹黑匣子,一旦發(fā)生空難,就能讓黑匣子因為足夠大而迅速被搜尋到。
近日,項目組已經(jīng)在計算機系統里成功實(shí)現了讓物體“變大”的設想。這種超穎材料器件的學(xué)名為“超散射體”———在一扇敞開(kāi)的大門(mén)中間,放上一小塊包裹有超散射體的小物件;在視覺(jué)效果上,超散射體會(huì )成倍放大,看上去門(mén)和周?chē)膲θ跒橐惑w,變成了一堵墻。但是,門(mén)框和小物件之間的空隙是客觀(guān)存在的,人們可以輕松穿過(guò),在視覺(jué)效果里,就成了“穿墻而過(guò)”。
上海交大對于超穎材料器件的研究成果,引起了國內外學(xué)術(shù)界的廣泛興趣。超穎材料領(lǐng)域重要開(kāi)拓者之一、英國科學(xué)家潘德瑞教授,評價(jià)該成果“令人驚奇”。交大科研人員表示,將進(jìn)一步完善相關(guān)的理論細節,并開(kāi)拓新思路,賦予超穎材料器件更多“特異功能”。
