世界各国竞相开发隐身材料

马寿春

世界上许多国家都在研究能令物体实现隐身的新材料。目前,美、中、法、英、日等国都在这一领域取得了相关成果。改变光线方向、使物体变透明、变色隐藏物体……研究者们正在通过各种方法,实现对目标物体的“隐身”。

法国隐身材料:变色隐藏物体

从上世纪90年代末开始,法国就开始加强视觉隐身材料的研究,单是开发出的吸波材料就有上千种之多。

法国科学家已经研究出三大类“变色龙”材料,统称“X-色变”材料。

第一类是热致色变材料。这类材料根据温差以及所组成的颜料的性质可以由一种颜色变成另一种颜色。这类材料虽然有多种改变色彩的能力,但是动态反应能力慢,因此优先用于移动速度慢的突击队或特种部队的伪装,可防止夜视红外探测系统的探测。

第二类是光致色变材料。这类材料对光辐射敏感,能根据周围环境自动改变颜色。目前这类材料是反激光的盾牌。当受到激光束照射时,这类材料制成的薄膜在强热作用下瞬时改变状态,使入射线向空间反射。

第三类是电致色变材料。例如三氧化钨,可以极其迅速地从一种颜色变成另一种颜色,特别适用于飞机或巡航导弹的隐身。

中美隐身材料:令微波“绕道法”

最近,美国杜克大学和中国东南大学组成的一个国际科研小组已顺利研制出一种新型人工电磁材料,并以此制作出了“隐身大衣”。

这种隐身材料实际上是一种可以按特定方式导行电磁波的中空材料,在自然界中通常不存在,但其内部组织结构经过重新“设计”,具有扭曲微波的能力。当微波进入这种隐身材料后,就在其中弯曲行走,绕过被这种隐身材料包裹的物体,最后原样不变地射出。在检测仪器看来,被这种“隐身衣”包裹的物体就好像消失了一样。现在只要使用简单的印刷电路板技术,就能设计出一件“隐身大衣”。

此外,这种材料也可以用来改善无线电通信,增强室内或地下的信号强度,从而减少某些物体对通信的阻碍。

目前,这种隐身材料只能在微波领域起作用,还不能完全避开可见光。不过,研究人员已经编制出准确设计新型人工电磁材料的软件,应用这些新材料,未来对于视觉隐身材料的研究还将更进一步。

美国加利福尼亚大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的科研人员也在研制隐身材料。新材料可在范围极广的光波中呈现透明状,令物体周围的光波实现完全弯曲。

这种新材料是一种呈渔网状的金属材料,具有多层的网状结构,每一层由银和镁的氟化物交替分层构成。研究人员将导电的银和不导电的氟化镁交替堆叠在一起,并在层与层之间挖出极为微小的渔网状图样。这样一来,人们在近红外线的范围内观察被隐藏的物体时,被隐藏的物体看起来就像消失了一样。

此外,研究者还将进一步研究隐身材料的“遮音”效果,使物体达到完全隐身、隔音。

英国隐身材料:实现“肉眼隐身”

英国伦敦帝国大学的科研队伍和美国方面进行合作,研制出了一种新型隐身材料。这种材料不但能令所覆盖的物体“隐身”,还能把光线及微波导向人们需要的任意一个方向。

研究人员发现,物质的光物理特性和其分子在磁场中的运动有关。改变物质的内部结构,就能改变物质的光物理特性。利用这一原理,研究者制造出了新型隐身材料——一种叫做“元材料”的物质。该物质是由聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合制成的,能使光经路径弯曲。“元材料”具有独特的环形结构,同时兼备多种电磁特性。为了使这种材料的“隐身”效果更明显,科学家把“元材料”的分子按同心圆环状的结构作了重新排列。

此外,英国科家学运用纳米技术,设计出了一种超常介质。这种介质由很多层特殊的硅材料构成时,就能对光发生不同的反射和折射,当光线最后回射到肉眼时,就会变成波长很小的光线。由于人眼无法感知这种光线,也就无法看到目标物体了。

日本隐身材料:使人体变透明

日本研究人员也设计出了使物体隐身的新技术。他们用照相机和放映机在目标物体表面播放背景图像,使该物体“消失”。据悉,这种“隐身装置”如果制作成外套,就能使穿着该外套的人变“透明”。近日,研究人员将这种装置安装在车门上,已经成功地使金属制的汽车门变得完全“透明”。人们透过封闭的车门,可以清楚地看到车内的仪表板。此外,金属路标在该装置的隐藏下,也会变得“透明”无形。

(编辑 孙世奇)