德科学家发明隐形斗篷 首次实现物体三维隐形

摘要

隐身斗篷，是一种很神奇的东西，穿上可以隐身。在英国女作家乔安妮·凯瑟琳·罗琳所著的《哈利波特》系列小说中是一件神奇的道具。常被哈利拿来干一些从霍格华兹魔法学校里偷跑出来如此的事情。现实中科学家们也一直在研究它，美国普渡大学的科研人员使用纳米技术与材料，以及伟大的爱因斯坦的广义相对论正在对隐形斗篷进行研制。

隐形斗篷-幻想

英国科幻小说主人公哈利·波特的隐身斗篷被很多“哈迷”们羡慕不已。不过最新的消息显示，人们在不久之后或许真的能研制出类似的隐身斗篷，因为欧洲科学家表示他们已经开发出了一种小的三维隐形斗篷。

隐形斗篷-隐形方式

科学家的这项设计十分接近科幻剧《星际迷航》中的隐形方式。之前他们证实隐形斗篷覆盖下的物体可以突然消失不见。该材料通过光线反弹干扰方式，可用于隐藏物体表面上的突起，视觉效果上可使隐形斗篷和覆盖物体都消失。

这种隐形斗篷可使物体在红外线下消失，但这种方法证实了未来更先进的材料可使物体在可见波段范围内隐形。科学家们认为该材料可用于隐藏难看的建筑物、高等级安全设施，甚至可以使车辆在视野中消失。

隐形斗篷-实验

科学家研制隐形材料首次让三维物体隐形，但距离《星际迷航》中使整个飞船消失还有一定的差距

德国卡尔斯鲁厄科技学会的托尔加-伊尔金(Tolga Ergin)和尼古拉斯-斯藤格(Nicolas Stenger)使用一种叫做“径直激光平版刻录”技术建立了由微型塑料棒构成隐形材料片，这些微型塑料棒之间的间隔仅有1毫米的千分之一，能够改变物体的折射率，并改变光的变化。

研究人员将一片隐形材料覆盖在一个带有突起的金片上，使用红外照相仪观测发生的变化。当隐形斗篷覆盖在上面时，它改变了金片突起周围的光线速度，从而使金片变得平坦。这个实验相当于在地毯下隐藏什么物体，并且使地毯一起消失。

隐形斗篷-实现原理

将斗篷周围的光线弯曲，如同小溪中的石头一样。斗篷将会使自身以及斗篷内部的物体从空气中隐藏起来。(大卫科波菲尔的魔术不知道是不是这个原理)

负责研究的Vladminr Shalaev教授说，实现隐形要创造出一种人工原子——“Meta-atoms”(中继原子)，它小于可见光的波长(可见光的波长范围在0.77~0.39微米之间)。他在“科学”杂志中发表的研究报告中曾写道，将很多“微型”的针头插在圆形的物体上，形状类似一个圆形的牙刷，这些微型的针头能减少折射或者将光线的扭曲降到零，物体这个时候就是隐形状态了。

虽然广义相对论表明，时间和空间可以“弯曲”，人物也可以弯曲空间里的光线，可需要设计并制作出足够小的设备才能做到这一点，人可以弯曲光线，相对的，我们也可以将光纤全都集中到一个区域上. 这项新科技不但可以使我们制造出隐形斗篷,还可以制造出能用肉眼就能观察到DNA的光学显微镜,甚至于用来研制超高速计算机芯片。

隐形斗篷-成果

德国卡尔斯鲁厄科技学会的托尔加-伊尔金(Tolga Ergin)和尼古拉斯-斯藤格(Nicolas Stenger)使用一种叫做“径直激光平版刻录”技术建立了由微型塑料棒构成隐形材料片，这些微型塑料棒之间的间隔仅有1毫米的千分之一，能够改变物体的折射率，并改变光的变化。

研究人员将一片隐形材料覆盖在一个带有突起的金片上，使用红外照相仪观测发生的变化。当隐形斗篷覆盖在上面时，它改变了金片突起周围的光线速度，从而使金片变得平坦。这个实验相当于在地毯下隐藏什么物体，并且使地毯一起消失。

蚕丝斗篷

利用特殊蚕丝材料制作的斗篷能折射扭曲所有波段的光线，达到完全隐形的效果并且穿着很舒适。

美国塔夫茨大学和波士顿大学的研究人员在《新型材料》杂志上发表了一篇研究报告中称，他们利用从蚕丝中提取出的物质并在其表面上涂抹了一层黄金涂层后得到的新型材料，制造出了一件穿着之后能使人隐形的斗篷。

该研究小组的首席科学家，美国塔夫茨大学生物医药工程学教授费奥伦茨·奥门内托表示，虽然就在不久之前，有科学家已经利用玻璃纤维制造出了隐形斗篷，但是，用玻璃纤维制作的隐形斗篷有着其不可避免的缺点。费奥伦茨说，总所周知，斗篷能够隐形的原理是使斗篷周围的光线弯曲，就像小溪绕过一块石头流动那样，这样人们就看不见斗篷和斗篷里面的物体了。虽然通过原理来看，玻璃纤维很容易做到这点，但是这样的斗篷太过粗糙，穿着后人体会很不适应，并且它只能发射一定波段的光，达不到完全隐身的效果，斗篷会很容易被人眼看见。而他们用蚕丝丝绸制造的隐形斗篷完全解决了玻璃纤维斗篷出现的问题。研究小组把蚕丝在开水中煮沸净化后，就得到了制作的主要材料——蚕丝蛋白。接着研究人员将蚕丝蛋白制作成1厘米见方的小片，并在其上涂抹上一层黄金质地的“谐振器”——有约1万个黄金钢印出的小方片组成。如此，通过蚕丝的细密结构及其上黄金谐振器涂层，其将能够折射扭曲所有波段的光线，达到完全隐形的效果，并且穿着起来也相当舒适。

费奥伦茨·奥门内托教授三年前就开始对蚕丝进行研究。他表示，用蚕丝来制作隐形斗篷只是其潜在的一种用途，能够真正发挥蚕丝最大用处是将它利用于医学界。前不久，他就利用蚕丝制作了一个可植入人体的光学和电子学传感设备，用于监测癌症的复发。放射科的医生们也可利用蚕丝材料来使某些器官隐形从而方便其检查隐藏在该器官下面的组织病变。他预言，在未来蚕丝材料将在医学界广泛应用，到那时，一根小小的蚕丝就能帮助我们拯救生命。

隐形斗篷-应用前景

在这种材料的内部，微型塑料棒堆积的木板一样紧密地排列着，这种高精确性结构意味着它很可能控制物质的折射率，无论覆盖着什么物质，都可以直接地改变物质周围的光线折射。

斯藤格说：“这种材料覆盖在三维物体上具有较高的折射率，因此光线落在上面时会减速许多。折射赔偿将改变三维物体的视觉形状，最终将呈现给们物体隐形的状态。”

隐形斗篷的相关研究吸引了军方机构的关注，比如：美国国防高级研究计划署(DARPA)，该机构负责美国五角大楼的高危科学研究项目。他们计划通过隐形斗篷让飞机隐藏于雷达探测范围。

目前为止，科学家并不能使用这种隐形斗篷直接将物体在人体肉眼视觉中消失，由于可光是非常短的波长，因此很难通过这种方法进行处理。