李洪興

據(jù)美國(guó)《科學(xué)報(bào)告》雜志最近報(bào)道稱(chēng)，美國(guó)衣阿華州立大學(xué)的工程技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了一種新型的可伸縮可彎折的彈性“超蒙皮”（“meta-skin”）?！俺善ぁ辈捎贸尚械募?xì)小液態(tài)金屬元件遮蓋物體，使之難以被雷達(dá)探測(cè)到?！俺善ぁ钡拿Q(chēng)來(lái)自于“超材料”（metamaterials），“超材料”是指無(wú)法在自然界中找到且能夠操控電磁波的復(fù)合材料。聚合物超蒙皮經(jīng)過(guò)拉伸和彎曲調(diào)整，能夠減小頻率范圍很寬的雷達(dá)波的反射。研究人員認(rèn)為，超蒙皮技術(shù)可在電磁頻率調(diào)諧、屏蔽和散射抑制中獲得廣泛應(yīng)用。

超蒙皮的主要發(fā)明者是衣阿華州立大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程系的董良副教授和宋繼明教授。參與相關(guān)工作的還有楊思明、劉鵬、王秋古和楊明達(dá)（以上所有人名均為音譯）。相關(guān)研究計(jì)劃得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和中國(guó)獎(jiǎng)學(xué)金委員會(huì)的支持。

董良具有制造微型器件、納米器件以及參與聚合物工作的背景，宋繼明則擁有尋求電磁波新應(yīng)用的專(zhuān)門(mén)技術(shù)。他們一起工作，希望能夠證明一種新的理念，即電磁波，甚至波長(zhǎng)比較短的可見(jiàn)光，都能夠采用柔性的可調(diào)液態(tài)金屬技術(shù)進(jìn)行抑制。

他們研制出了嵌入成行開(kāi)口環(huán)狀諧振器的硅樹(shù)脂片。電子諧振器中填充最終得到了成行嵌入硅樹(shù)脂片層中的分離環(huán)形諧振器，電諧振器充滿了在室溫下呈液態(tài)的鎵銦錫合金（galinstan）。這種液態(tài)金屬合金的毒性要低于諸如汞等其他液態(tài)金屬。環(huán)形諧振器的外徑為2.5毫米，寬度為0.5毫米。環(huán)形諧振器之間有1毫米的間隙，實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生小而彎曲的液態(tài)金屬節(jié)。開(kāi)口環(huán)產(chǎn)生電感，間隙產(chǎn)生電容，這兩者構(gòu)成諧振器，能夠捕獲和抑制一定頻率的雷達(dá)波。將超蒙皮拉伸，就可以改變液態(tài)金屬環(huán)的大小，進(jìn)而改變器件的抑制頻率。

試驗(yàn)表明，超蒙皮對(duì)于頻率在8～10吉赫茲的雷達(dá)波，抑制率大約為75%。如果物體被超蒙皮所包裹，所有入射方向和所有觀察角度的雷達(dá)波都會(huì)受到抑制。因此，超蒙皮技術(shù)與傳統(tǒng)的隱身技術(shù)不同，后者只是減少后向散射，也就是減少向探測(cè)雷達(dá)反射的雷達(dá)能量。

研究人員相信超蒙皮將來(lái)有可能被用來(lái)覆蓋下一代隱身飛機(jī)的表面，甚至還希望可以用來(lái)制作隱身斗篷。他們的長(zhǎng)期目標(biāo)是縮小器件體積，然后將它們應(yīng)用于更高頻率的電磁波，例如可見(jiàn)光和紅外光。他們認(rèn)為，雖然今后的應(yīng)用需要先進(jìn)的納米制造技術(shù)和適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)改型，但是他們的研究已經(jīng)證明了頻率調(diào)整和增寬的概念以及運(yùn)用蒙皮型超材料進(jìn)行的多方向電磁波抑制。