功能各异的隐形衣

从远古的神话故事到现在的电影《星际迷航》、《哈里波特》,都有关于神秘隐形衣的生动、离奇情节。如今,梦想即将变成现实,美国声称很快就会发明出一种新型材料,像隐形罩一样罩住物体,从而使其隐身不被发现。目前,来自英国和美国的研究人员透露他们已掌握如何制造隐形衣的技术,并展示了设计蓝图以寻求合作伙伴,准备开发一种奇特的材料用于制造隐形衣。

据悉,这是一种特殊的人造材料,该材料能避开光线和物体周围其他形式的电磁辐射。人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种材料敷在物体表面,能引着被物体阻挡的光波“绕着走”,那么光线就似乎没有受到任何阻挡,在观察者看来,物体就似乎变得“不存在”了,也就实现了视觉隐身。

纳米材料制作隐形衣

美国开发出一种新型材料,可在纳米尺度上让可见光弯曲,假如下一步能在正常尺度上实现这一奇观,科幻世界中的神奇“隐形衣”就有望成为现实。美国研制的这种新材料在纳米尺度上可以使三维空间内的可见光弯曲,也就是说照射在这种材料上的可见光不会像正常情况下那样偏折,人眼也就无法“看到”它。虽然目前美国只是在纳米尺度上实现了“隐形”,但从理论上讲,同样的原理在正常尺度下也应该能实现。

元材料技术制作隐形衣

“元材料”技术,就是将聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合制成超材料,从而使电磁辐射的路径弯曲。超材料是一种非常有意思的物质,有许多控制它的方法。美国最新发表的研究论文中描述了如何使用超材料将周围物体的光通路扭曲,从而达到隐身的目的。这种隐形罩就像在空间的一侧开了一个洞,在另一侧元材料的引导下,所有的光和电磁波在这个区域都不存在,好像隐形一般。当然,开发隐形技术并不像哈里波特小说那样富有传奇色彩,科学家还要解决很多科学难题,例如:为了达到完全隐形的效果,通过被隐形的物体最近的光波必须以超过相对论的光速极限的方式偏转。幸运的是,爱因斯坦的理论允许平滑光脉冲经历这样的向变。然而该种技术的隐形效果只对特殊范围的波长有作用,只能在范围非常小的频率范围发挥效果,因为隐形罩虽可以用于覆盖任何形状的物体,但不能飘动。移动的材料会破坏隐形效果。元材料内部的微小结构要比想要弯曲的电磁射线波长还要小。想研制出针对雷达的隐形材料还相对容易,因为只是毫米级,但要想研制出针对视觉的隐形材料难度则更大,其结构必须是纳米级别的。此外,科学家还要考虑使潜艇和军舰一类更重的物体隐形。调一致的6种颜色构成的变形图案。这些图案是经过计算机对大量丛林、沙漠、岩石等复杂环境进行统计分析后模拟出来的。其色彩的种类、色调、亮度、对光谱的反射性能,以及各种色彩的面积分布比例都经过精确的计算,可使着装者的轮廓产生变形,从近距离上看是明暗反差较大的迷彩;在远距离观察,其细碎的图案与周围环境完全融合,即使目标运动也不易被发现。

反红外侦察技术制作隐形衣

这种隐形衣材料由精选的6种颜色作为染料,并掺进特殊化学物质后制成。反红外侦察隐形衣与周围自然景物

反向的红外光波大致相似,颜色效果更接近大自然的色彩环境,以此迷惑敌人的视觉和干扰红外侦察器材,使得实施近敌运动的隐形人不被发现,提高作战的突然性。

化纤布制作隐形衣

它是一种由光敏变色物质处理过的化纤布制成的作战服,也可用光敏染料染在普通布料上制成。不论是在绿色的丛林、黄色的沙滩、蓝色的海洋还是白雪皑皑的原野,隐形衣都会根据周围环境的变化而自动改变颜色,着装者能够很容易地接近袭击目标,而不易暴露自己。美国科学家正在研制一种可如变色龙一样快速改变颜色的衣服,穿衣者只要启动控制器,就能让这种衣服的颜色变得和周边环境一样。这种纤维之所以能变色,是因为其化学键的电子能从一系列隐形波长中吸收光线。电压变化后,电子的能量水平就被改变,吸收不同波长的光线,从而改变物料的颜色。以这种纤维制成的衣服,穿着者就能根据自己的心情,透过启动一个微型控制器,调整服装的颜色。或者,穿着者可以将微型控制器连接摄影机,像素即能展示穿着者四周景物的颜色,让衣服的颜色和四周景物“合二为一”。

凯夫拉技术制作隐形帐篷

除研制、装备各种隐形衣外,国外还在研制用于集体防护的隐形帐篷。这种隐形帐篷用特殊材料制成,其顶部和围墙采用隐形材料凯夫拉,支架和固定体采用塑料或复合材料,外型类似一个平台,它能有效地防敌雷达探测,保护作战人员免受弹片和轻武器杀伤,并且具有防光辐射、放射性沾染和化学武器的功能。

人造玻璃纤维技术制作隐形衣

美国杜克大学和中国东南大学合作,最近研制出“隐身衣”。新制作出的隐形材料可以引导微波“转向”,避开仪器探测,从而防止物体被发现。与光和雷达波一样,微波探测到物体的原理是物体阻挡了微波通过的途径,使其产生阴影,从而“显形”。这种敷在物体表面的材料,能引着微波“绕着走”。这种“隐形衣”外形如同一条黄色的浴巾,由数以千计的类似人造玻璃纤维的“超材料”组成,这些材料可以“抓住”微波并改变其方向。当微波射到披有隐身材料的物体上时,微波就会绕过去,起到将物体隐形的作用,整个过程就像水流经过一块圆滑的岩石而发生分流一样。

“光学伪装”技术制作隐形衣

衣服外覆盖二层反光小珠,衣服上还装有数个小型摄像仪。当有人穿上衣服后,衣服的前面会显示摄像仪拍下的背景影像,衣服后面则显示前景影像,这就使穿着者与环境混为一体,达到隐形效果。虽然这件隐形衣还无法让穿着者完全隐形,但它证明隐形在技术上已经不存在问题,科学家距离发明完美的隐形衣已不遥远。

微型金属针制作隐形斗篷

这种隐形斗篷的材料就是一种微型金属针,能够改变物质折射率。长短不一的金属针以不同角度安装在斗篷表面,使斗篷看上去像个呈圆锥体的发梳。这些金属针可以把斗篷里面的反射率从0增至1,与斗篷外面的反射率基本持平。光线因此无法在斗篷表面发生反射,只能绕过斗篷。如此一来,斗篷覆盖下的任何物体都能轻而易举地躲避人们的视线。虽然研究人员已经找到理论支持,但真正研制出“隐形斗篷”并非易事,因为在技术上还面临一个巨大挑战,即当前技术只能一次改变一种波长范围内的可见光的方向,而不能同时改变全部范围内的可见光。虽然科学家早已研制出可以避开微波探测的隐形衣,但研发的新型“隐形斗篷”如果成功,将首次做到使物体在可见光范围内完全隐形。

(李恒克荐自《发明与创新》)