美國愛荷華州立大學(xué)(Iowa State University)的工程師開發(fā)出一種軟性、可伸縮且可調(diào)諧的“超材料皮膚”(meta-skin),能以多排小型液態(tài)金屬來隱藏物體,使其得以躲過鷹眼(sharp eye)雷達(dá)系統(tǒng)的偵察。這種超材料可加以調(diào)諧,藉由控制這種聚合物超材料薄層的拉伸與撓曲,大幅降低各種雷達(dá)頻率的反射。
“我們認(rèn)為這種meta-skin技術(shù)將在電磁頻率調(diào)諧、屏蔽和散射抑制方面找到許多應(yīng)用,”愛荷華大學(xué)究人員在《科學(xué)報告》(Scientific Reports)期刊中發(fā)表這項研究。
為了證明利用軟性、可調(diào)諧的液態(tài)金屬技術(shù)能夠壓縮電磁波或甚至是很短波長的可見光,研究人員們建置了嵌入多排裂環(huán)諧振器的矽薄層。電諧振器以液體合金(galinstan)進(jìn)行填充——這種galinstan是一種在室溫下液化的金屬合金,而且比其他的液體金屬(如汞)較不具有毒性。
這種像皮膚般軟性、可拉伸與調(diào)諧的meta-skin能夠擷取雷射波,以及隱藏物體使其不至于被偵測到
這些小型的環(huán)形諧振器外半徑約2.5mm、厚度約0.5mm,彼此間的間距約1mm,從而創(chuàng)造出小型且彎曲的液體線段。
環(huán)形諧振器可形成電感,而其間的間距則產(chǎn)生電容,結(jié)合二者共同創(chuàng)造出能夠在一定頻率下擷取與抑制雷射波的諧振器。拉伸這種超材料meta-skin,將會改變內(nèi)部液體金屬環(huán)的大小,同時也改變了設(shè)備所能抑制的頻率。
根據(jù)測試結(jié)果顯示,在8-10GHz頻率范圍內(nèi)約可達(dá)到75%的雷達(dá)抑制效果。而當(dāng)以這種meta-skin薄層包覆物體時,可從所有的入射方向與觀察角度抑制雷達(dá)波。
相較于傳統(tǒng)的隱形技術(shù)僅減少背向散射(功率反射回探測雷達(dá))的方式,研究人員表示,meta-skin技術(shù)采用的方式是完全不同的。
“我們的長期目標(biāo)在于縮小這些設(shè)備的尺寸,”研究人員Liang Dong表示,“接著,我們希望能以更高頻率的電磁波來進(jìn)行這項研究,例如可見光或紅外線等。雖然這還需要先進(jìn)的納米制造技術(shù)和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改造,但我們認(rèn)為,這項研究證明了頻率調(diào)諧與擴(kuò)展以及能以皮膚般超材料實現(xiàn)多向波形抑制的的概念。”
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