隐身衣研究“一个真正的进步”

浙大科学家制造出可见光波段生物隐形器件，专家点评——

披上一件隐身斗篷，在人们的视野中瞬间遁形，这是人类长期以来的梦想之一。日前，一只猫和一条金鱼比人类提前“享用”了一种隐身衣。10月24日，浙江大学国际电磁科学院陈红胜教授课题组在《Nature Communications》上发表的一篇论文报道了该课题组的最新进展，他们与新加坡南洋理工大学张柏乐教授等研究团队合作，使用玻璃制造出了可见光波段的生物隐形器件。

让光线转弯

要研究“隐形”，就要先明白物体为什么会“显形”：当电磁波照射到物体上时，会在物体上发生散射。散射的电磁波被人眼等“感应器”接收，就能识别那里存在物体。“目前应用的隐身技术，大部分是通过吸收电磁波，让反射回去的电磁波达到最小，但这种技术并不是人们通常所理解的隐身。”陈红胜说。

2006年，英国帝国理工学院Pendry等在Science上发表文章，提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣，既不反射也不吸收电磁波，使电磁波能够绕过被隐身的区域，按照原来的方向传播，从而可以使物体完全隐形。这是隐身衣设计的“殿堂级”理论，奠定了隐身衣研究的理论体系。它的核心思想是，通过材料表面折射率的改造，让光线“转弯”绕过物体按原方向传播，就能将物体隐藏。此后，隐身衣的研究得到飞速发展，近年来成为电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科非常前沿和热门的研究领域之一。

“就像小溪里的流水，经过一块石头时，溪流会绕过石头后再合拢了继续向前，就像没有遇到过石头一样。进入隐身衣的光线要绕过物体，所以走过的路径长；没有进入隐身衣的光线是一条直线，走过的路径短。完美的隐身衣要求所有的光线保持相同相位，因此进入隐身衣的光线必须跑得比外部光线快，这就要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率。”陈红胜说，要实现Pendry“完美隐身”的理想，要非常精密的纳米加工技术，目前还无法实现，我们必须进一步对理论进行简化，才有可能在不同的电磁波频段里研发出可以实用的“隐身衣”。