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超材料嵌合体几乎无法通过可见光、微波和红外光谱检测到

发布时间：2024-02-09 01:00:38 阅读数： 132

奇美拉超表面的几何和电路拓扑转换。(A)奇美拉超表面示意图。(B)元原子的几何形状。(C)具有强吸收的无间隙情况和(D)具有可调谐层间耦合和连续自适应反射的混合层情况。CTN是电路拓扑编号的缩写。资料来源:美国国家科学院院刊(2024)。DOI: 10.1073/pnas.2309096120

中国一个由光电和材料工程师组成的多机构团队开发出一种在可见光、微波和红外光谱中几乎不可见的超材料。在他们发表在《美国国家科学院院刊》上的论文中，该小组描述了他们对这种材料的灵感，它是如何制造的，以及它在测试中的性能。研究人员指出，大多数为提供某种程度的隐形而开发的超材料都是为了一个目的而设计的——使人们很难用肉眼或夜视镜看到隐藏的物体。相反，他们打算创造一种可以提供多种隐形的单一超材料。为此，他们向大自然寻求灵感。研究小组指出，变色龙擅长隐藏在可见光中。由于与背景混在一起，它变得很难被看到。他们还指出，由于玻璃蛙的透明度，很难被发现。而胡须龙已经进化到可以躲避具有热感能力的捕食者。

先前的研究表明，超材料可以通过带有凹槽或凸起的表面来提供隐形，这些凹槽或凸起被设计成以期望的方式反射电磁波。在这项新研究中，研究人员操纵他们的材料，以模仿变色龙、玻璃蛙和胡须龙的方式反射可见光、微波和红外光谱。他们把这一结果称为“超物质嵌合体”，指的是他们试图模仿的三种动物的神秘融合。他们使用了五步工艺来分层材料，每一步都有自己的隐形特性和属性。例如，一层反射微波，另一层有电路，赋予透明的错觉，还有一层通过改变超材料颜色的机制来隐藏热量排放，以达到冷却的目的。测试表明，这种材料工作得相当好，很可能被证明可以用于各种各样的应用，从野生动物研究到军事应用。