【科技】想要一件隐身衣 科学家说没问题

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哈利·想要波特小说中的隐藏斗篷吗？ 科学家说没事。 昨天在上海科学协会大讲坛举办的3d打印和超材料智造中，美国亚利桑那大学电气计算机工程系辛皓教授说，通过人为控制电磁波折射率的手段，可以看到衣服。 我相信活着的时候可以做这样的衣服。 辛皓说。 今年他正在壮年，不久前他的团队突破才理论上处理了制作隐形衣材料的损失和增益问题。

负折射不再是科幻小说

把稻草放在水里，想象在通常的折射率条件下，你注意到的水下稻草会弯曲。 如果这水有负折射的特征，你看到的稻草就会消失。 这个原理是制作隐性衣服的基础。 辛皓理论上认为，不管设计什么折射率的材料，如果穿上人能弯曲周围光线的衣服，身体的一部分自然就看不到了。

辛皓一直从事超材料制造的研究。 元材料是指具有自然界中不存在的性能的合成材料，如弯曲电磁波、声波和其他类型的波。 和合作者一起，辛皓发现了如何使用金属、塑料和其他物质3d印刷超材料。 用这种方法打印的超材质具有奇怪的负折射特征。 也就是说，这种材料可以使光波后退。

辛皓说，这种超材料类似于多孔镗孔和微铜线电路板，用非常精细的几何结构组装时会产生负折射现象，周边的能量波不自然弯曲，宏观上看不见，被称为幻觉等。

处理材料损失问题

其实，弯曲光的理论被提倡了好几年，为什么隐身服只存在于科幻和玄幻小说中呢？ 辛皓说，在现在的技术条件下，部分光线还必须反射，这意味着对象没有完全隐藏。

穿着隐蔽的衣服有时反而更显眼。 例如，你可以看到黑色的块。 这可能是因为人为设计的，适合红光的折射率不适合蓝光。 辛皓说。

每个人都可以买到隐藏的衣服，而且必须处理的一个大问题是价格。 现在，当光波通过超材料时，材料会衰减。 也就是说，新买的衣服穿了几天也没用的情况下，谁付钱买？ 这成为超材料面临的最大问题。

辛皓团队将为电池供电的隧道二极管和微波制造技术纳入设计，设想了光通过材料时通过微波强化产生能量增益，简单来说一边充电一边放电的补偿机构。 现在，具有这种能量供给的超材料已经得到了理论验证。

如果这个成果发表后，能够引起广泛的关注，处理超材料的能源困境，不难想象会给人类社会带来很多新的突破。 比如披上飞机上隐藏的衣服，视觉和雷达都无法发现它的存在。 如果使用显微镜，就能突破光学的衍射极限，看到每个蛋白质和病毒等最微小、正确的细节。

除了隐藏，超材料还会弯曲水波和地震波等，给人类社会带来翻天覆地的变化。 根据这个理论，法国正在开发保护医院和核电站等重要设施的地震波超声波材料，当地地震波遇到材料时自动迂回，保护重要设施免受损伤。

3d打印渴望设计思维

辛皓相信隐藏的衣服一定可以做，但做的方法可能是3d打印。 3d打印和超材料是完美的组合。 他说。

为什么3d打印这么受新材料制造者欢迎？ 辛皓指出，任何物体都可以看作空间分布的各种性质，只要能在三维空间的任何一个中自由放置必要的介质，理论上就能制作出符合我们主张的产品。 在美国，3d打印已经引起了制造业的地震，但在中国，辛皓认为3d打印的本质还不够了解。

我们为什么一直采用电路板？ 二维的东西最容易设计，所以我们现在的电子世界从二维电路板开始逐渐迅速发展。 辛皓说，既然掌握了三维手段，为什么制造时不能直接从3d开始呢？ 例如，在人骨中追加通信材料，使人体和设备相关。 或者把飞机的机翼本身做成天线，或者帮助3d打印，这些异议不远。

超材料和3d打印总是改变人们的生活，为了实现它，需要越来越多迷人的思考。