中國在超材料技術領域已處于世界領先地位
當今社會,拍攝時間長且耗費巨資的科幻大片總是會吸引全球人的目光,每部科幻大片的成功不僅僅是因為它的電影特效做得好,更是因為電影中有好多超乎人正常想象卻又夢想擁有的新技術和新裝備。相信電影《哈利·波特》中那件隱身斗篷讓你印象深刻,《神盾局特工》中的隱形戰斗機和特工的可更換面具臉讓你覺得不可思議……而事實上,隨著現代科技的高速發展,好多以前覺得是天方夜譚的虛擬技術早就被應用于現實的各個領域,推動著現代社會的高速發展,其中包括“超材料”的誕生。
一般文獻中給出的超材料的定義是“具有天然材料所不具備的超常物理性質人工復合結構或復合材料”。但實際上,到目前為止,超材料還沒有統一、明確的定義。盡管如此,超材料超常的物理性質和可以人工制備這兩大特性已讓它應用于當今社會的各大領域:汽車、軍事、能源、通信等。
一、 汽車
現如今汽車產業正朝著智能化方向飛速發展,通過在普通的汽車上裝備上先進的傳感器(雷達、攝像)、控制器、執行器等裝置,就可以通過車載傳感系統和信息終端實現人、車、路的信息交換,使汽車能夠感知外界環境,自動分析汽車行駛的安全及危險狀態,安全到達指定地點,達到最終可以替代人的目的。在這個思想的指導下,“智能蒙皮”應運而生,通過集成多個種類和數量的傳感器配合相機,可以同時顯示多輛車的速度、距離、角度等信息,有效地監控道路車輛狀況。這種超材料技術可以顯著地改善交通擁堵狀況和減少交通事故的發生,是超材料成功的產業應用之一。

許多國家在軍事方面投入巨大的人力物力財力,積極研發新技術應用于軍事武器,研發出可以隱身的超材料運用于戰斗機的制造,美國F-22猛禽戰斗機、美國F-35“閃電Ⅱ”、俄羅斯PAKFAT-50戰斗機、日本ATD-X“心神”戰斗機等就是超材料運用于戰斗機的成功案例,這些戰斗機早已經在戰場上威名遠揚,立下赫赫戰功。另外,機載的智能蒙皮天線運用超材料技術對人造“原子”進行組合設計,可逆向實現材料對電磁場的任意響應。采用超材料智能蒙皮技術,能有效地縮減天線的尺寸,實現寬頻天線的共形設計,還可通過采用低成本的輕質新型超材料,極大地提高飛機的雷達天線、隱身和氣動外形性能。


超材料是一個新興產業,它對現代社會的影響已經超乎人們的想象,它有效打破了傳統材料設計思想的局限性,提高了材料綜合性能。多個國家都投入巨資用于超材料的研發和應用。《人民日報》今年早些時候曾刊發報道指出,相比于不少國家相對分散的發展模式,我國在超材料領域的發展模式則更加聚焦和有力。我國已分別在863計劃、973計劃、國家自然科學基金等新材料重大專項中對超材料研究予以立項支持。在電磁黑洞、超材料隱身技術介質基超材料以及聲波負折射等基礎研究方面,以深圳光啟為代表的我國企業取得了多項原創性成果,并在世界超材料產業化競爭中占到先機。利用駕馭電磁波的超材料技術來建造未來世界,正在成為全球科技創新的又一焦點,我們在這方面擁有明顯優勢,完全有條件成為這場創新革命的領跑者。
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