西安臭氧老化试验箱对复合材料的研究有突破

        编者按：据英国《自然》杂志网站近日报道，近几年，“超材料”逐渐成为科学家们争相研究的前沿领域。他们表示，经过工程学方法处理的具有新奇光学属性的“超材料”在不久的将来，会揭开自己“神秘面纱”，从实验室大步迈入市场。
         如果物理学家Tom Driscoll没有再次听到“哈利?波特的隐身衣”这样的形容，他将十分开心。但他知道这无法避免。舆论界在报道超材料的最新进展时，并没有抵制使用这个词。这些新材料是能弯曲、分散、传输，或以某些方式塑造电磁辐射的一系列极小“元素”。的确，超材料大体上能围绕物体传送光，并使得它们不可见。还有一些超材料研究人员正试着制作一件真正的隐身衣，尤其是因为军队急切地资助研发此类功能材料。不过，这样的应用得以实现，还将需要数十年的时间。技术的商业转化对Driscoll来说更有吸引力。
        Driscoll在美国一个专利聚合公司――高智发明公司中负责监管超材料商业化。他表示，成本更低的通讯卫星、更薄的智能手机和超快光学数据处理等应用是“超材料准备大显身手的领域”。研究人员仍面临一些严峻的挑战，他补充道，尤其是寻找能在纳米尺度上制造和操纵超材料元素的便宜方法。但是首个超材料产品预计能在1年左右上市销售。Driscoll希望，在那之后不久，普通消费者也能够开始享受这种福利，例如在飞机上享受到更快更便宜的网络连接等。
        “超材料”是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，其能采用天然材料无法做到的方式弯曲、散射或传输电磁波。理论学家们认为，“超材料”能被用来制造各种各样的隐形装置，这些装置就像某些科幻小说中提及的“隐形斗篷”那样，能使物体周围的光等电磁波“绕道而行”，从而使物体变得不可见。
        2000年，美国加州大学圣地亚哥分校的物理学家戴维·史密斯和同事首次向公众展示了“超材料”的神奇魔力：他们利用微波技术把一个直径5厘米的铜制小圆筒成功地隐藏起来，尽管史密斯等人对隐形范围只相当于一粒豌豆这一实验结果并不满意，但这仍然是“超材料”史上值得大书特书的时刻。
        不过，迄今为止，研制出的“超材料”的魔力还十分有限：只在单层的二维材料上取得了成功;“负折射”特性也只出现在微波范围。对于波长更短的光，比如人眼适应的可见光，还无能为力。也就是说，这些“超材料”还无法制成在那种人眼前消失的“隐身斗篷”。目前，只是一个鼠标大小的隐形罩，对科学家们来说都是一个比较大的目标，研制出“隐身斗篷”至少需要数十年。
        德里斯科尔也补充道，“超材料”领域的研究人员目前仍然面临很多令人望而却步的挑战，其中最突出的是，找到便宜的方法，在纳米尺度下制造出超材料元件并精确地控制其“一举一动”。因此，从现实情况出发，廉价的卫星通讯设备、更纤薄的智能手机以及超快的光学数据处理设备“有望成为超材料发挥最大影响力的地方”。
        据悉，首块由“超材料”制成的产品有望于明年面市，这也有望引发连锁反应，让普通消费者在使用“超材料”中受益，比如，在飞机上或从手机那儿获得更快、更便宜的互联网连接。德里斯科尔表示，这样的应用也将有助于由“超材料”制成的产品从“人们生活中的新奇之物”变身为“生活中不可或缺之物”。
        通过将传统光学与基于超材料的超级透镜等相匹配，Zhang希望能最终实现远远超出显微镜学领域的应用。正如那些能够放大次波长细节的构建一样，它们也可以逆向运行，引导光束进入次波长焦点――该性能可能会对使用光刻技术制造极小结构有革命性的重要作用。
       如果超级透镜能被利用，超细光束将能被用于蚀刻现在还无法达到的更小结构。这将极大增加光驱的数据储存密度。Smith对此十分谨慎，他指出，与其他目前开发的相关先进技术相比，超级透镜趋向驱散更多光能。他说，这使得它们是“引人注目的科学，但尚未被应用于任何产品中”。不过，他补充道，Zhang的努力是“英雄般的试验，从根本上证明了超材料的潜力”。
       Zhang也承认超级透镜等尚未准备就绪，但是他相信，在未来几年里，正在进行的研究有足够的空间改变这一现状。他说：“经济影响可能十分巨大，我对超材料、超级透镜和光刻技术革命，保持谨慎的乐观。”

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