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隱形斗篷原理示意圖

    最近，美國加利福 尼 亞大學伯克利分校的研究者們，成功讓置於“隱身斗篷”中的物品“消失”。

光線照射到“斗篷”時，改變方向。這樣，在我們看來，這個地方原本就沒有東西——放置在這裡的物品隱身了。

    張翔(Xiang Zhang)是美國加州大學伯克利分校材料科學部首席科學家和該校奈米科學和工程研究中心主任。他帶領的研究團隊用硅奈米材料製造了一種“斗篷”，普通的 光學檢測，將無法發現放置在斗篷下的物品——儘管我們依然能看到這個“斗篷”，但“斗篷”下的物品，已經“消失”得無影無蹤了。當照射到一個平面的光線被 “改變方向”，折射出去，就意味著這個物品在我們的視覺中隱身了。

    “我們通過使用新的奈米材料，找到了製造隱身衣的新思路”，張 翔表示。“我們的‘斗篷’在光學檢測下的表現，不僅表明隱身衣是可以實現的，而且也是光學視覺轉換的重要一步，它打開了一扇新的研究之門，讓我們能夠操縱 光線，製造出功能更加強大的顯微鏡和運算速度更快的電腦。”

    張翔團隊的隱身裝置，包括複合材料-複合金屬材料、電介質，它非凡的 “隱身”本領，更多是來自於獨特的結構，而不是物質組成。張翔等人發明瞭兩種新的奈米級材料：用銀和鎂的氟化物交替分成構成一種漁網狀的新材料和從多孔氧 化鋁中生成的奈米銀線。這兩種材料都可以改變光線的方向，這是自然存在物所不可能具備的特性。

    儘管之前複合金屬材料已經成功讓 “斗篷”從微波頻率中隱身，但迄今為止，研究者還沒有完成隱身衣的關鍵步驟——實現光學意義上的隱形。因為金屬材料吸收了太多的光線。

    張 翔和他的團隊研製的新隱身“斗篷”完全由絕緣材料製造，在光學頻率中，它們往往是透明的。斗篷由矩形的硅片製成。厚250奈米。這可以作為一個光波導，光 線僅限于在這個垂直高度中，向前後兩個方向自由傳播。在奈米硅材料上，研究人員精心設計了一些孔：每個孔直徑為110奈米，這就使得斗篷周圍的光波發生完 全彎曲，就好象喝水流過岩石一樣。在《自然-材料學》上發表的實驗報告中，這個隱身斗篷覆蓋的區域為3.8微米左右。它表明，當光線的方向發生改變，物品 的隱身是可以實現的。

    現在，隱身斗篷可以在波長1400～1800奈米之間操作，這幾乎是近紅外部分的電磁頻譜，略長于光線，人 類的肉眼可見。張翔表示，由於介質組成和設計，隱身斗篷比以前容易製造，且具有(覆蓋區域)向上的拓展性。他還樂觀地斷言，研究者可以製造出新的材料，以 更精確地製造這種隱身裝置——換句話說，是實現真正意義上的視覺隱身。

    “在這個實驗中，我們已經證明了光線折射導致隱身的原理在 二維物體中是適用的，”張翔表示，“我們的下一個目標，是製造在三維空間中適用的‘斗篷’，並使這種裝置能儘快投入實際運用。”

    這 項研究的經費，由美國陸軍研究辦公室和美國能源部科學辦公室資助。

    張翔及其研究小組的這份研究報告，將發表在最近的《自然-材料 學》雜誌上。

東京大學實驗的光線折射球 - 隱形斗篷理論來源

隱形斗篷示範影片 1

隱形斗篷示範影片 2

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