超薄隐形斗篷问世：不过，还太小了点

S.西尔维希耶 发表于  2015-09-20 21:21

有多少人像我一样，在看《哈利·波特》时梦想自己也有一件能够隐形的魔法斗篷？在经历了一系列艰苦卓绝的努力之后，和我们拥有同样梦想的科学家们，终于又将向梦想的实现前进了……嗯，小小一步。

发表在最新一期《科学》杂志上的一篇论文称，加州大学伯克利分校的科学家们成功研制出了超薄版的“隐形斗篷”。当然，它还并不是给人披的——至少现在不是。

新型“隐形斗篷”的3D插图。图片来源：参考文献[1]

如果智能手机都被认作“轻薄”，那么这件“斗篷”确实可以用“超薄”来形容：它的厚度仅有80纳米，大约相当于iPhone6s的十万分之一。它的表面被微小的“金块”铺满，这些被称为“纳米天线”的金能够通过改变光线反射角度的办法来掩蔽被“隐形斗篷”遮盖的物体。

被“隐形斗篷”遮盖的物体，在显微镜镜下轮廓变得不可察觉（C：盖上隐形斗篷、E：没盖上隐形斗篷），其干涉条纹也能在遮盖有物体时保持平滑（D：盖上隐形斗篷、F：没盖上隐形斗篷）。图片来源：参考文献[1]

要是平整的桌布下面藏了个饺子，你一眼就可以看出来，这是因为光线投到饺子轮廓时，反射的角度发生了可察觉的变化。

与照射到平台表明时相比，光线照射到凸起的物体后，反射回来的波阵面（Wave fronts）发生了弯曲。人们的肉眼可以察觉这种变化并判断物体的存在。图片来源：参考文献[2]

如果我们希望更好地把饺子藏起来，那我们可以试图减小光线照射到饺子上时的变化，令人觉得桌布还是平的。这项研究中的“隐形斗篷”即是如此：光路被凸起物体影响所导致的相位变化能被纳米天线“抹去”了。由于光线没有发生变化，人们无法察觉到隐形斗篷下存在的突起，也就实现了“隐形”的目的。

依靠隐形斗篷上的金纳米天线，原本理应弯曲的波阵面得以恢复。因此物体的存在难以被人们察觉，从而实现了“隐形”。图片来源：参考文献[2]

当然，都是布单盖东西，阿拉伯地毯一定盖得住火柴盒，但小手帕却藏不住主机箱。尽管这种新型的隐形斗篷功效神奇，但它的掩盖能力毕竟还很有限。目前，这件斗篷神奇归神奇，却还是太小——能够掩蔽的物体尺寸只有36微米见方。

扫描电镜下的隐形斗篷。比例尺为5微米。在这张图片中，斗篷下盖住了一个约10微米宽，400纳米高的突起物。看不见对吧。图片来源：参考文献[1]

也许在你看来，盖住一个36微米的东西并不是什么大的突破，本来嘛，这个尺寸的东西就算是堂而皇之地摆在房间正中，你趴在那儿拿放大镜也看不着它。但是，这种“隐形斗篷”的未来却非常值得期待。研究者表示，随着纳米加工技术的进步，这件斗篷将可以变得比现在大得多，能够掩蔽的东西也将会越来越多。

研究者认为，除了被用于遮盖，这些斗篷也可以被用在容器的表面——如果这些目标都能实现，我们或许真的可以像哈利·波特一样，凭空消失在繁华的街道里。科学当然不是魔法，但科学也有自己的魔力。对于我们这些不擅魔法的麻瓜而言，它也许正是我们翘首以盼的那根魔杖吧。