新华网华盛顿9月17日电(记者林小春)尽管还有局限,但科幻小说里的隐身衣不再遥不可及。由美国加利福尼亚大学伯克利分校华人学者张翔领衔的一个研究团队17日宣布,他们研制出一种很薄的微米尺寸隐身“布”,从理论上说它能任意放大,被其笼罩的物体的轮廓及其凹凸明暗会与背景环境在视觉上“融为一体”,达到隐身效果。
近些年来,科研人员在视觉隐身领域取得不小进展,但其中的某些设计或者仅能隐藏极小的物体,或者在一定视觉角度范围内才能隐身,与实际应用之间有很大距离。
张翔团队在新一期美国《科学》杂志上报告说,他们利用尺寸极小的金纳米微粒研制出设计思想和原理不同的隐身材料。这种微粒只有头发丝的千分之一(80纳米)那么厚,它能附在任何形状的三维物体上,在特定背景环境下使该物体无法被肉眼看到。这一成果前所未有。
张翔团队的博士后、宾夕法尼亚州立大学助理教授倪行洁补充说,此次制成的隐身“布”长宽均为36微米,它成功让一粒相当于几个细胞大小且凹凸不平的物体隐身。但这种设计可以放大,且放大的程度在理论上没有限制,在现实中其尺寸取决于纳米制造技术能制作多大的物品。这意味着如果不考虑制作成本,用这种材料既可做成紧身衣,也可做成宽松的T恤衫、大衣或斗篷。
从原理上讲,当一块不透明的布完全蒙住人体后,在布的外表面会显现出人的肢体及面部器官凹凸所形成的明亮区域和阴影。之所以产生这种视觉是因为入射光照射到人体的凹凸部位后,其反射光在一定空间内会有规律地扩散分布,这就是光的散射。
张翔介绍说,其团队制成的隐身材料由很多金纳米微粒构成,这种纳米结构能够直接调节散射光的所谓相位,把由其遮盖的物体散射出来的光“聚拢”起来,使其犹如一束由垂直平面径直反射回来的光一样进入观察者的眼睛。这时,人眼就不会看到被遮盖物的凹凸线条和体表明暗差异。
但由于隐身材料是有颜色的,因此在不同颜色的背景下,人眼会看到被遮盖物的平面剪影。为消除这种“穿帮”效果,研发人员可为特定环境中的物体制作与背景颜色一致或非常近似的隐身“布”,从而使被其遮盖的物体与周围环境在视觉上“融为一体”。但这只是一种视觉错觉,用手还是可以触摸到“隐身物”的。另外需要注意的一点,就是由于每种物体的外形都不尽相同,为了有效消除其体表的散射光,未来需要根据单个物体或人体的尺寸“量身定做”这种隐身衣。
据张翔预测,依据上述设计实现真正的隐身应用估计还需5到10年时间,但原理问题都已解决,剩下的主要是工艺问题。
张翔认为,这种隐身技术具有很大应用潜力,比如用来隐藏光学计算机的光电器件布局,用于安全加密领域,研制三维立体电视。或者用于美容——隐藏脸上的伤疤、遮盖腹部赘肉等等。




