超材料是一種人工復(fù)合材料，它擁有天然材料所不具備的諸如負(fù)折射率、逆多普勒效應(yīng)以及超分辨率成像等超常物理屬性。近年來，超材料在隱身、成像、電子對抗等領(lǐng)域的應(yīng)用成果不斷涌現(xiàn)，展現(xiàn)出很大的應(yīng)用潛力和發(fā)展空間。

超材料透鏡

       眾所周知，透鏡是許多光學(xué)儀器不可或缺的組成部分。它通常由玻璃制成，而玻璃透鏡由于具有一定的體積和重量，常常會使儀器變得笨重。

       近年，國媒研究團(tuán)隊開發(fā)了首個超材料透鏡，可將整個可見光譜聚焦在同一個點上，而且是以高分辨率實現(xiàn)的。在此之前，這只能通過標(biāo)準(zhǔn)的曲面透鏡堆疊來實現(xiàn)。

       他們使用約600納米高的二氧化鈦納米磚塊，“堆砌”成了纖薄如紙的超材料聚光鏡片，其有效放大倍率高達(dá)170倍，且放大后的圖像分辨率完全能與常規(guī)的光學(xué)玻璃透鏡媲美。

       由于超材料透鏡造價相對低廉，比紙更薄，比玻璃更輕，且能完全兼容硅芯片技術(shù)，因此有巨大的潛在應(yīng)用空間。

       相關(guān)研究人員介紹，由于目前的超材料透鏡對通過光波的波長很“挑剔”，他們正在嘗試攻克復(fù)合波長的光波在超材料透鏡中通過的難關(guān)。一旦成功，光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域如顯微鏡鏡頭、智能手機(jī)鏡頭等，都將發(fā)生顛覆性改變。

超材料隱身斗篷

       超材料隱身技術(shù)，是超材料技術(shù)研究較集中的方向。近年來很多軍事大國競相投入，將超材料用于研制隱身斗篷，為實現(xiàn)未來戰(zhàn)場的“單向透明”再添利器。

       超材料隱身斗篷的秘密在于：當(dāng)探測波（光波、電磁波或機(jī)械波）從外界入射時，它將繞過隱身斗篷的被覆蓋體或被遮擋體，再繼續(xù)沿原入射方向傳播，沒有反射和損耗。就像被覆蓋體或被遮擋體根本不存在一樣，從而在技術(shù)上實現(xiàn)了完美隱身。

       據(jù)相關(guān)研究人員介紹，目前超材料隱身技術(shù)已取得實質(zhì)性突破，或?qū)⒃谖磥碥娛聭?yīng)用中開辟出新天地。例如，超材料隱身斗篷可以掩護(hù)迫降等待救援的飛行員，可以掩護(hù)偵察機(jī)躲避間諜衛(wèi)星或監(jiān)視氣球，還可在登陸作戰(zhàn)中掩護(hù)突擊隊員搶灘登陸等等。

超材料天線

       超材料還能應(yīng)用于天線制作。大量實驗表明，將超材料應(yīng)用到雷達(dá)、導(dǎo)彈、航天器等的天線上，可以大大降低天線能耗、拓展工作帶寬，有效增強(qiáng)天線的聚焦性和方向性。

       此前，英國BAE系統(tǒng)公司開發(fā)出一種用于無人機(jī)通信的超材料平面天線。實驗證明，電磁波可在透過平面天線后聚焦，同時保留平面天線的寬帶性能，能有效消除傳統(tǒng)拋物面天線變?yōu)槠矫嫣炀�所帶來的帶寬損失、低增益等問題。

       此外，科研人員還在試圖研制出一種超材料平面天線，它在提升通信性能的同時，能進(jìn)一步減少天線數(shù)量。此項實驗技術(shù)突破，或?qū)⑹癸w機(jī)、艦艇、衛(wèi)星等的天線設(shè)計產(chǎn)生劃時代變革。