廈門大學科研團隊發(fā)現(xiàn)天然材料可用于隱身設計

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 熊杰 通訊員 歐陽桂蓮）近日，廈門大學物理科學與技術學院陳煥陽課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，利用一種常見的二維天然材料三氧化鉬可取代昂貴且難以生產的超材料制造隱身器件。該研究成果發(fā)表在國際期刊《納米光子學》雜志上。

近年來，超材料因其能突破傳統(tǒng)的光學定律，在理論上實現(xiàn)最佳的隱身效果而倍受科學界廣泛關注。超材料的出現(xiàn)和發(fā)展，使許多具有不同功能的器件被設計和實現(xiàn)，例如隱身斗篷、光學錯覺裝置、旋轉器等。不過，為了實現(xiàn)上述隱形效果，通常需要簡化電磁參數(shù)以避免無限大或負數(shù)的情況，還需要用復雜結構等效出梯度折射率材料，這些過程需要昂貴的光刻技術和繁瑣的制造方法，并且最終的實際效果也會因存在較大散射和偏差而大打折扣。

而此次研究中，天然材料三氧化鉬被發(fā)現(xiàn)具備超材料的特性，無需復雜加工即可成為理想的隱形材料。據(jù)介紹，通常人們所說的“隱身術”在科技領域實際上是一種“低可探測技術”，即利用各種不同的技術手段來改變目標物可探測性信息特征。例如，采用獨特設計的吸波、透波材料降低目標物對電磁波、光波的反射，或采取隔熱、散熱措施減弱目標物的紅外輻射，使其降低被發(fā)現(xiàn)的可能。

針對這些問題，廈門大學物理科學與技術學院陳煥陽教授團隊在變換光學基礎上，大膽設想，通過尋找設計一種二維天然材料的折射率分布實現(xiàn)超材料操縱光行為的效果。近日，他的一項最新模擬計算表明，這種天然材料被找到了：使用三氧化鉬制造隱形裝置，可以達到超材料實現(xiàn)的隱身效果。

“這是二維材料首次被用于變換光學器件的設計，通常我們需要超材料，但這次要簡單得多?！标悷柦榻B，人們通常認為，實現(xiàn)完美的隱身效果很大程度上要依賴人造材料，這次實驗的成果為天然二維材料替代超材料制造隱形器件提供了新的可能，而且相比超材料，這種材料更具有價格和制作上的優(yōu)勢。

研究人員表示，實驗表明二維天然雙曲材料具有的奇特性能夠彌補超材料的各種局限，使隱形器件的制造過程更簡便、更便宜，有望將隱形技術推向民用市場。