“隐形斗篷”要走出科幻片了?中国科学家找到昂贵超材料的替代品

隐形斗篷的想法听起来可能更像是魔法而非科学,但研究人员目前正在努力研制能够散射和弯曲光线,从而产生隐形效果的设备。随着技术的不断进步与发展,这种设备可能很快就不再是科幻小说里的东西了。

近期,中国科学家在学术出版社德格鲁伊特(Walter de Gruyter)旗下的《纳米光子学》(Nanophotonics)杂志上发表了一项新研究,建议使用三氧化钼材料(a-MoO3)来取代新兴的新型光学器件技术中昂贵且难以生产的超材料。

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截止到目前,这些设备依靠的都是超材料——一种经过特殊设计的材料,它拥有天然物质或该材料的单个颗粒中所没有的新特性。不过,在上述研究中,中国科学家们似乎找到了更适合的材料来制造这些隐形设备。

据了解,a-MoO3具有一些独特的性质,可以为控制能量流提供一个极好的平台。该团队的模拟结果表明,当圆柱形或卷起的a-MoO3材料取代超材料时,简化的隐身集中器可以获得电磁隐形和能量集中的效果,这将是一个近乎完美的隐形装置所展示的效果。

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因此,上述研究表明,双曲材料如a-MoO3和五氧化二钒(V2O5)可以作为转化光学的新基础、为隐形聚光器以外的光子设备提供了可能性,包括改进的红外成像和检测系统。

近几十年来,转换光学一直是物理学的一个热门话题,这要归功于一个发现,即光在连续介质中的路径可以跟它在经历了坐标变换的弯曲空间中的传播相同。

这样做的结果是,当光穿过一种材料时,它的行为可以被操纵,这导致了大量新型光学设备的诞生,比如隐形斗篷——一种可以覆盖物体并弯曲物体周围光线使其几乎消失的伪装材料,以及其他光学错觉设备。

该研究论文首席作者、厦门大学特聘教授陈焕阳表示,“这是2D材料首次被用于转换光学器件。通常,我们需要超材料,但这要简单得多。”他指出,这项研究结果的第一个应用可能是一个能改进此类设备的大尺寸能量集中器。


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