提出假象
英國科幻小說主人公哈利·波特的隐身鬥篷被很多“哈迷”們羨慕不已。不過最新的消息顯示,人們在不久之後或許真的能研制出類似的隐身鬥篷,因為歐洲科學家表示他們已經開發出了一種小的三維隐形鬥篷。
隐形方式
科學家的這項設計十分接近科幻劇《星際迷航》中的隐形方式。之前他們證實隐形鬥篷覆蓋下的物體可以突然消失不見。該材料通過光線反彈幹擾方式,可用于隐藏物體表面上的突起,視覺效果上可使隐形鬥篷和覆蓋物體都消失。
這種隐形鬥篷可使物體在紅外線下消失,但這種方法證實了未來更先進的材料可使物體在可見波段範圍内隐形。科學家們認為該材料可用于隐藏難看的建築物、高等級安全設施,甚至可以使車輛在視野中消失。
設計實驗
德國卡爾斯魯厄科技學會的托爾加-伊爾金(Tolga Ergin)和尼古拉斯-斯藤格(Nicolas Stenger)使用一種叫做“徑直激光平版刻錄”技術建立了由微型塑料棒構成隐形材料片,這些微型塑料棒之間的間隔僅有1毫米的千分之一,能夠改變物體的折射率,并改變光的變化。
研究人員将一片隐形材料覆蓋在一個帶有突起的金片上,使用紅外照相儀觀測發生的變化。當隐形鬥篷覆蓋在上面時,它改變了金片突起周圍的光線速度,從而使金片變得平坦。這個實驗相當于在地毯下隐藏什麼物體,并且使地毯一起消失。
隐形原理
将鬥篷周圍的光線彎曲,如同小溪中的石頭一樣。鬥篷将會使自身以及鬥篷内部的物體從空氣中隐藏起來。(大衛科波菲爾的魔術不知道是不是這個原理)負責研究的Vladminr Shalaev教授說,實現隐形要創造出一種人工原子——“Meta-atoms”(中繼原子),它小于可見光的波長(可見光的波長範圍在0.77~0.39微米之間)。他在“科學”雜志中發表的研究報告中曾寫道,将很多“微型”的針頭插在圓形的物體上,形狀類似一個圓形的牙刷,這些微型的針頭能減少折射或者将光線的扭曲降到零,物體這個時候就是隐形狀态了。
雖然廣義相對論表明,時間和空間可以“彎曲”,人物也可以彎曲空間裡的光線,可需要設計并制作出足夠小的設備才能做到這一點,人可以彎曲光線,相對的,我們也可以将光纖全都集中到一個區域上. 這項新科技不但可以使我們制造出隐形鬥篷,還可以制造出能用肉眼就能觀察到DNA的光學顯微鏡,甚至于用來研制超高速計算機芯片。
蠶絲鬥篷
利用特殊蠶絲材料制作的鬥篷能折射扭曲所有波段的光線,達到完全隐形的效果并且穿着很舒适。
美國塔夫茨大學和波士頓大學的研究人員在《新型材料》雜志上發表了一篇研究報告中稱,他們利用從蠶絲中提取出的物質并在其表面上塗抹了一層黃金塗層後得到的新型材料,制造出了一件穿着之後能使人隐形的鬥篷。
該研究小組的首席科學家,美國塔夫茨大學生物醫藥工程學教授費奧倫茨·奧門内托表示,雖然就在不久之前,有科學家已經利用玻璃纖維制造出了隐形鬥篷,但是,用玻璃纖維制作的隐形鬥篷有着其不可避免的缺點。費奧倫茨說,總所周知,鬥篷能夠隐形的原理是使鬥篷周圍的光線彎曲,就像小溪繞過一塊石頭流動那樣,這樣人們就看不見鬥篷和鬥篷裡面的物體了。
雖然通過原理來看,玻璃纖維很容易做到這點,但是這樣的鬥篷太過粗糙,穿着後人體會很不适應,并且它隻能發射一定波段的光,達不到完全隐身的效果,鬥篷會很容易被人眼看見。而他們用蠶絲絲綢制造的隐形鬥篷完全解決了玻璃纖維鬥篷出現的問題。研究小組把蠶絲在開水中煮沸淨化後,就得到了制作的主要材料——蠶絲蛋白。接着研究人員将蠶絲蛋白制作成1厘米見方的小片,并在其上塗抹上一層黃金質地的“諧振器”——有約1萬個黃金鋼印出的小方片組成。如此,通過蠶絲的細密結構及其上黃金諧振器塗層,其将能夠折射扭曲所有波段的光線,達到完全隐形的效果,并且穿着起來也相當舒适。
費奧倫茨·奧門内托教授三年前就開始對蠶絲進行研究。他表示,用蠶絲來制作隐形鬥篷隻是其潛在的一種用途,能夠真正發揮蠶絲最大用處是将它利用于醫學界。前不久,他就利用蠶絲制作了一個可植入人體的光學和電子學傳感設備,用于監測癌症的複發。放射科的醫生們也可利用蠶絲材料來使某些器官隐形從而方便其檢查隐藏在該器官下面的組織病變。他預言,在未來蠶絲材料将在醫學界廣泛應用,到那時,一根小小的蠶絲就能幫助我們拯救生命。
2012年5月一支美國研究團隊已經制作了2.5萬個“隐形鬥篷”。這些“隐形鬥篷”直徑隻有30微米,陳列在25毫米長的金箔上。這批“隐形鬥篷”由陶森大學和馬裡蘭大學的研究者研發。他們于2012年5月25日出版的德國物理研究所和物理協會的《新物理學雜志》(New Journal of Physics)上公布了上述研究成果。
雖然這種“隐形鬥篷”無法像哈利·波特的隐形鬥篷一樣,可以讓每件物體消失,但它們可以用來使光線減速甚至停滞,創造出所謂的“被捕獲的彩虹”(trapped rainbow)現象。“被捕獲的彩虹”可以被用在微型生物傳感器上,通過他們吸收和發出光的數量即熒光光譜來檢驗生物材料。與正常光速相比,速度減緩之後的光與分子相互作用更強,因此,這方面還有待更多的詳細研究。
應用前景
在這種材料的内部,微型塑料棒堆積的木闆一樣緊密地排列着,這種高精确性結構意味着它很可能控制物質的折射率,無論覆蓋着什麼物質,都可以直接地改變物質周圍的光線折射。
斯藤格說:“這種材料覆蓋在三維物體上具有較高的折射率,因此光線落在上面時會減速許多。折射賠償将改變三維物體的視覺形狀,最終将呈現給們物體隐形的狀态。”
隐形鬥篷的相關研究吸引了軍方機構的關注,比如:美國國防高級研究計劃署(DARPA),該機構負責美國五角大樓的高危科學研究項目。他們計劃通過隐形鬥篷讓飛機隐藏于雷達探測範圍。
目前為止,科學家并不能使用這種隐形鬥篷直接将物體在人體肉眼視覺中消失,由于可光是非常短的波長,因此很難通過這種方法進行處理。
技術原理
據英國《衛報》報道,美國羅切斯特大學的科學家研究出名為“羅切斯特鬥篷”的3D隐形術,能讓物體憑空消失。
不過,這項技術并非真的使用實體鬥篷,反倒更像驗光師使用的設備,當物體被放在多層透鏡後方時該物體就會消失,而且不會使後方背景産生任何扭曲的視覺效果。大部分隐形鬥篷以折射光線為原理,“羅切斯特鬥篷”也不例外,兩對不同焦距的鏡片經排列後,鏡片中心光線被折射,令隐形範圍集中在鏡片中心以外的環形部分。
參與該項研究的研究生約瑟夫·崔(Joseph Choi)表示:“據我們所知,‘羅切斯特鬥篷’是目前唯一能夠做到三維、可持續多方向隐形的設備。”
在實驗中,研究人員把鐵尺、手及臉放在隐形鏡片後,透過鏡片觀看便發現對象消失了,隻剩下背景。約瑟夫說:“我想可以用這種方法把大卡車上面的拖車隐藏起來,這樣司機就能夠直接看到身後的情形。”他還補充稱這項新技術也可用在手術、軍事和室内設計及藝術方面。
盡管效果驚奇,但這款“隐形鬥篷”所用材料全來自實驗室設備,成本僅1,000多美元(約6123.6元人民币)。目前研究人員正在為該技術申請專利。



















