隐形材料应用远不止隐身衣——访华人科学家张翔!!

披上件隐形斗篷,瞬间遁形,一直是科幻作品中最让人心生羡慕的情节之一。华人科学家张翔领导的研究小组,最近在隐形材料的研究领域向前迈出了一大步,“隐形梦”离现实似乎不再那么遥远。


但是在美国加利福尼亚大学伯克利分校工作的张翔日前在接受新华社记者专访时说,隐形材料还有比“隐身衣”重要得多、影响深远得多的用途。他自己最看重的其实并不是“隐身衣”,而是一个很快就能“真刀真枪”用上的领域——透镜。


人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种具有负折射率的材料覆盖在物体表面,能引着被物体阻挡的光线弯曲并“绕着走”,那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来,物体就似乎变得“不存在”了,也就实现了视觉隐形。张翔所在的科研小组在不久前出版的《科学》和《自然》杂志上报告说,其研究者开发出一种新型材料,可在纳米尺度上让可见光和近红外光弯曲,假如下一步能在正常尺度上实现这一奇观,科幻世界中的神奇隐形效果就有望成为现实。


“这样的负折射材料在透镜领域的应用将会对社会产生十分深远的影响,”张翔说。现在的透镜,只要是用自然材料制成的,也就是说折射率为正,都面临物理上的衍射极限,不管使用什么光线,最小的聚焦点都必须大于该光线的半个波长。目前的衍射极限最低在200纳米到300纳米。负折射材料制成的透镜则能突破这个极限。“我们的研究小组已经成功做到使衍射极限降低到大约30纳米,而且从理论上讲还可以降低至5纳米到6纳米,”张翔兴奋地说。


这意味着什么呢?他进一步解释说,芯片等各类精细器件的制造现在都离不开透镜的光刻技术,怎样才能把器件做小,是个很关键的问题。很多器件的研发目前似乎都没有什么重大突破,就是因为透镜的衍射极限没办法再降低。


借助负折射材料制作的透镜,研发人员就可以在极小的尺度上工作,制造出更小的电路,这将意味着芯片的存储能力、集成能力会向前大大推进。高性能计算机的纳米级集成电路、更高存储量的DVD等可能也将接踵而来。


负折射透镜也有望给生物学等科研领域带来重大变化。现有显微镜可以让科学家看到单个细胞,但细胞里面是如何运转的,却无法如此看到。有了衍射极限大大缩小的负折射透镜,科学家将有望窥探活细胞的内部,这对于研究病毒入侵细胞的机制、新药筛选等都会产生重大影响。


张翔指出,假如说“隐身衣”是想让别人看不到你,那么负折射透镜就是让你看到别人看不到的东西。他预测说:“在未来大概3年到5年间,这样的透镜就会面世。”张翔的研究小组在研发隐形材料的同时,也在进行成果的转化应用,首选的应用领域就是这种新型透镜。


在谈到“隐身衣”何时能问世时,张翔说,他们的研究成果朝“隐身衣”迈进了一大步,但成果的转化应用还有很长一段路要走,“人们不要以为明天就能到商店里买件‘隐身衣’穿”。

猜你感兴趣

更多 >>

评论

评 论

更多精彩内容