從《聊齋志異》中“嶗山道士”拜師學習穿墻術,到《哈利·波特》里學生要穿過“九又四分之三站臺”前往魔法學校,“穿墻術”是從來只存在于幻想世界中的“仙術”。不過,上海交通大學物理系近日完成的一項科研成果,有望讓“穿墻術”成真。
項目負責人之一的羅旭東副教授昨天告訴記者,這項科研成果的完成,基于一種自然界不存在的、人工制備、具有特殊性質的復合材料———超穎材料(Metamaterials)。作為一種真正的“人工”材料,超穎材料不同于自然界材料都固有一種結構的特點,而可以由科學家隨意改變組成這種材料最小單位的內在結構、外在形狀等因素,以及這些最小單位的排序,從而賦予這種材料各種各樣神奇的特質。
對關注科技動態(tài)的人來說,“超穎材料”這一名詞并不陌生。通過一定的“人工”安排,超穎材料可以使光線彎曲,光線照到這種材料上,會主動繞個彎過去,因而,被這種材料包裹的物體就具有了隱身作用。
上海交大物理系馬紅孺教授、羅旭東副教授等領銜的課題組,從2005年前后開始涉足這一研究領域,并于今年進行集中攻關。課題組發(fā)現,隱身衣的原理,從另一個角度解釋,是這種特定的超穎材料可以讓物體變小,小到人的視覺或者雷達波等一些探測設備“看不見”。那么,對超穎材料動另一番“手術”,是不是也能讓物體“變得”足夠大?用這種特殊材料包裹黑匣子,一旦發(fā)生空難,就能讓黑匣子因為足夠大而迅速被搜尋到。
近日,項目組已經在計算機系統(tǒng)里成功實現了讓物體“變大”的設想。這種超穎材料器件的學名為“超散射體”———在一扇敞開的大門中間,放上一小塊包裹有超散射體的小物件;在視覺效果上,超散射體會成倍放大,看上去門和周圍的墻融為一體,變成了一堵墻。但是,門框和小物件之間的空隙是客觀存在的,人們可以輕松穿過,在視覺效果里,就成了“穿墻而過”。
上海交大對于超穎材料器件的研究成果,引起了國內外學術界的廣泛興趣。超穎材料領域重要開拓者之一、英國科學家潘德瑞教授,評價該成果“令人驚奇”。交大科研人員表示,將進一步完善相關的理論細節(jié),并開拓新思路,賦予超穎材料器件更多“特異功能”。