新型隐身材料研制成功 主要用于电磁领域

     从古代的“一叶障目”到现代的“哈利波特”，隐身都是故事中最津津乐道的一部分。它已经成为人类从古至今的一个梦想。近日，美国杜克大学和中国东南大学的一个国际科研小组在“隐身大衣”研究上迈出新一步。 这一研究成果发表在1月15日的《科学》杂志上，东南大学的崔铁军教授和杜克大学的戴维•史密斯教授是这篇论文的共同通信作者。这种新型人工电磁材料（或称超材料，英文名称：Metamaterial）有可能使隐身梦想成真。

　　使用新型人工电磁材料 引导电磁波转向

　　“隐身大衣”是新型人工电磁材料的最重要应用之一。所谓隐身大衣，实际上是一种可以按特定方式导行电磁波的中空材料。电磁波进入隐身大衣之后就在其中弯曲行走，绕过隐身大衣所包裹的物体，原样不变的射出，就跟所包裹的物体不存在一样。通俗说来，隐形大衣可以引导电磁波“转向”，避开仪器探测，从而防止物体被电磁波发现。这种隐身特性对材料的折射率有特殊要求，只能用新型人工电磁材料才能实现。

　　主要适用于微波段 光波段目前不易实现

　　崔铁军教授解释说，我们平时可以看见的光是一种高频率的电磁波，而微波是频率比光波要低的电磁波，一般频率在300MHz～30GHz范围内。微波的最重要应用是雷达和通信。雷达不仅用于国防，同时也用于导航、气象测量、大地测量、工业检测和交通管理等方面。通信应用主要是现代的卫星通信和常规的中继通信。还有射电望远镜、微波加速器等对于物理学、天文学等的研究具有重要意义。

　　在微波段，“隐身大衣”和“隐身地毯”的制备很简单，只要使用印刷电路板工艺即可，因此成本也不高。然而，要在光波段制造出可以抵御人眼的“隐身大衣”则不是一件容易的事情。因为现在的微波段新型人工电磁材料的制备方法无法推广至光波段，人们必须寻求新的制备原理与方法。

　　隐身衣还需考察实际应用 验证物理现象

　　那么隐身衣还有哪些地方需要改进呢？崔教授说，就实际应用而言，任何一种技术都需要考察实际应用背景和性能要求。目前实现的隐身大衣和隐身地毯都是在微波波段，并且着眼于物理现象的验证。另外，从理论上说，这样的材料可以作用于任何物体。但是在实际应用中还需要考虑许多其他因素，如果材料的力学性能、热学性能、成本与安全性等等。如果有实际应用需求，如对可见光的隐身或对声波的隐身，科研人员就需要实现可见光频率或者声波的材料，并充分考虑其他性能因素。

　　实现目标的隐身 可广泛应用于电磁领域

　　“隐身大衣”和“隐身地毯”并不只是供人们猎奇和消遣，它们有很多重要的潜在应用。隐身大衣是建立在英国帝国理工大学John Pendry教授等人提出的光学变换理论之上的，利用人工电磁材料（Metamaterials）实现。其最重要的意义是证明了人工电磁材料可以导引电磁波沿任意轨道传播，从而为实现大量电磁方面的应用提供了无限可能。在军事上，飞机、坦克等目标都可以通过隐身技术在敌人的眼前彻底消失；在民用上，类似的原理可用于无线通信、医学成像、无损检测、汽车防撞雷达等。预计在不久的将来，人工电磁材料将会应用于许多与人们生活息息相关的领域，如个人通信、医学成像、无损检测、汽车雷达等等。

    人物介绍：崔铁军

    教育部长江学者奖励计划特聘教授。

　　1987年毕业于西安电子科技大学。1989年和1993年分别在西安电子科技大学获硕士及博士学位，后留校从事教学与科研工作。1993年11月破格提升为副教授。1995年至1997年，获得德国洪堡基金会的资助，在德国作为洪堡学者进行合作研究。1997年至1999年，在美国作博士后及研究科学家。2001年10月，被聘为东南大学无线电工程系教授、博士生导师、教育部长江学者计划特聘教授。现为东南大学信息科学与工程学院副院长、毫米波国家重点实验室副主任。