德科學(xué)家發(fā)明隱形斗篷 首次實現(xiàn)物體三維隱形

摘要

隱身斗篷，是一種很神奇的東西，穿上可以隱身。在英國女作家喬安妮·凱瑟琳·羅琳所著的《哈利波特》系列小說中是一件神奇的道具。常被哈利拿來干一些從霍格華茲魔法學(xué)校里偷跑出來如此的事情?，F(xiàn)實中科學(xué)家們也一直在研究它，美國普渡大學(xué)的科研人員使用納米技術(shù)與材料，以及偉大的愛因斯坦的廣義相對論正在對隱形斗篷進(jìn)行研制。

隱形斗篷-幻想

英國科幻小說主人公哈利·波特的隱身斗篷被很多“哈迷”們羨慕不已。不過最新的消息顯示，人們在不久之后或許真的能研制出類似的隱身斗篷，因為歐洲科學(xué)家表示他們已經(jīng)開發(fā)出了一種小的三維隱形斗篷。

隱形斗篷-隱形方式

科學(xué)家的這項設(shè)計十分接近科幻劇《星際迷航》中的隱形方式。之前他們證實隱形斗篷覆蓋下的物體可以突然消失不見。該材料通過光線反彈干擾方式，可用于隱藏物體表面上的突起，視覺效果上可使隱形斗篷和覆蓋物體都消失。

這種隱形斗篷可使物體在紅外線下消失，但這種方法證實了未來更先進(jìn)的材料可使物體在可見波段范圍內(nèi)隱形。科學(xué)家們認(rèn)為該材料可用于隱藏難看的建筑物、高等級安全設(shè)施，甚至可以使車輛在視野中消失。

隱形斗篷-實驗

科學(xué)家研制隱形材料首次讓三維物體隱形，但距離《星際迷航》中使整個飛船消失還有一定的差距

德國卡爾斯魯厄科技學(xué)會的托爾加-伊爾金(Tolga Ergin)和尼古拉斯-斯藤格(Nicolas Stenger)使用一種叫做“徑直激光平版刻錄”技術(shù)建立了由微型塑料棒構(gòu)成隱形材料片，這些微型塑料棒之間的間隔僅有1毫米的千分之一，能夠改變物體的折射率，并改變光的變化。

研究人員將一片隱形材料覆蓋在一個帶有突起的金片上，使用紅外照相儀觀測發(fā)生的變化。當(dāng)隱形斗篷覆蓋在上面時，它改變了金片突起周圍的光線速度，從而使金片變得平坦。這個實驗相當(dāng)于在地毯下隱藏什么物體，并且使地毯一起消失。

隱形斗篷-實現(xiàn)原理

將斗篷周圍的光線彎曲，如同小溪中的石頭一樣。斗篷將會使自身以及斗篷內(nèi)部的物體從空氣中隱藏起來。(大衛(wèi)科波菲爾的魔術(shù)不知道是不是這個原理)

負(fù)責(zé)研究的Vladminr Shalaev教授說，實現(xiàn)隱形要創(chuàng)造出一種人工原子——“Meta-atoms”(中繼原子)，它小于可見光的波長(可見光的波長范圍在0.77~0.39微米之間)。他在“科學(xué)”雜志中發(fā)表的研究報告中曾寫道，將很多“微型”的針頭插在圓形的物體上，形狀類似一個圓形的牙刷，這些微型的針頭能減少折射或者將光線的扭曲降到零，物體這個時候就是隱形狀態(tài)了。

雖然廣義相對論表明，時間和空間可以“彎曲”，人物也可以彎曲空間里的光線，可需要設(shè)計并制作出足夠小的設(shè)備才能做到這一點，人可以彎曲光線，相對的，我們也可以將光纖全都集中到一個區(qū)域上. 這項新科技不但可以使我們制造出隱形斗篷,還可以制造出能用肉眼就能觀察到DNA的光學(xué)顯微鏡,甚至于用來研制超高速計算機(jī)芯片。

隱形斗篷-成果

德國卡爾斯魯厄科技學(xué)會的托爾加-伊爾金(Tolga Ergin)和尼古拉斯-斯藤格(Nicolas Stenger)使用一種叫做“徑直激光平版刻錄”技術(shù)建立了由微型塑料棒構(gòu)成隱形材料片，這些微型塑料棒之間的間隔僅有1毫米的千分之一，能夠改變物體的折射率，并改變光的變化。

研究人員將一片隱形材料覆蓋在一個帶有突起的金片上，使用紅外照相儀觀測發(fā)生的變化。當(dāng)隱形斗篷覆蓋在上面時，它改變了金片突起周圍的光線速度，從而使金片變得平坦。這個實驗相當(dāng)于在地毯下隱藏什么物體，并且使地毯一起消失。

蠶絲斗篷

利用特殊蠶絲材料制作的斗篷能折射扭曲所有波段的光線，達(dá)到完全隱形的效果并且穿著很舒適。

美國塔夫茨大學(xué)和波士頓大學(xué)的研究人員在《新型材料》雜志上發(fā)表了一篇研究報告中稱，他們利用從蠶絲中提取出的物質(zhì)并在其表面上涂抹了一層黃金涂層后得到的新型材料，制造出了一件穿著之后能使人隱形的斗篷。

該研究小組的首席科學(xué)家，美國塔夫茨大學(xué)生物醫(yī)藥工程學(xué)教授費奧倫茨·奧門內(nèi)托表示，雖然就在不久之前，有科學(xué)家已經(jīng)利用玻璃纖維制造出了隱形斗篷，但是，用玻璃纖維制作的隱形斗篷有著其不可避免的缺點。費奧倫茨說，總所周知，斗篷能夠隱形的原理是使斗篷周圍的光線彎曲，就像小溪繞過一塊石頭流動那樣，這樣人們就看不見斗篷和斗篷里面的物體了。雖然通過原理來看，玻璃纖維很容易做到這點，但是這樣的斗篷太過粗糙，穿著后人體會很不適應(yīng)，并且它只能發(fā)射一定波段的光，達(dá)不到完全隱身的效果，斗篷會很容易被人眼看見。而他們用蠶絲絲綢制造的隱形斗篷完全解決了玻璃纖維斗篷出現(xiàn)的問題。研究小組把蠶絲在開水中煮沸凈化后，就得到了制作的主要材料——蠶絲蛋白。接著研究人員將蠶絲蛋白制作成1厘米見方的小片，并在其上涂抹上一層黃金質(zhì)地的“諧振器”——有約1萬個黃金鋼印出的小方片組成。如此，通過蠶絲的細(xì)密結(jié)構(gòu)及其上黃金諧振器涂層，其將能夠折射扭曲所有波段的光線，達(dá)到完全隱形的效果，并且穿著起來也相當(dāng)舒適。

費奧倫茨·奧門內(nèi)托教授三年前就開始對蠶絲進(jìn)行研究。他表示，用蠶絲來制作隱形斗篷只是其潛在的一種用途，能夠真正發(fā)揮蠶絲最大用處是將它利用于醫(yī)學(xué)界。前不久，他就利用蠶絲制作了一個可植入人體的光學(xué)和電子學(xué)傳感設(shè)備，用于監(jiān)測癌癥的復(fù)發(fā)。放射科的醫(yī)生們也可利用蠶絲材料來使某些器官隱形從而方便其檢查隱藏在該器官下面的組織病變。他預(yù)言，在未來蠶絲材料將在醫(yī)學(xué)界廣泛應(yīng)用，到那時，一根小小的蠶絲就能幫助我們拯救生命。

隱形斗篷-應(yīng)用前景

在這種材料的內(nèi)部，微型塑料棒堆積的木板一樣緊密地排列著，這種高精確性結(jié)構(gòu)意味著它很可能控制物質(zhì)的折射率，無論覆蓋著什么物質(zhì)，都可以直接地改變物質(zhì)周圍的光線折射。

斯藤格說：“這種材料覆蓋在三維物體上具有較高的折射率，因此光線落在上面時會減速許多。折射賠償將改變?nèi)S物體的視覺形狀，最終將呈現(xiàn)給們物體隱形的狀態(tài)?！?/p>

隱形斗篷的相關(guān)研究吸引了軍方機(jī)構(gòu)的關(guān)注，比如：美國國防高級研究計劃署(DARPA)，該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)美國五角大樓的高?？茖W(xué)研究項目。他們計劃通過隱形斗篷讓飛機(jī)隱藏于雷達(dá)探測范圍。

目前為止，科學(xué)家并不能使用這種隱形斗篷直接將物體在人體肉眼視覺中消失，由于可光是非常短的波長，因此很難通過這種方法進(jìn)行處理。