說到超材料大家會有很多聯(lián)想,人是超人,材料是超材料,如果這樣想的話我們將會成為眾矢之的。實際上超材料指的是由材料組成的材料,我們把這個叫做超材料,是這個學(xué)科的名稱。
這個學(xué)科的發(fā)展時間比較短,從這個學(xué)科鬧獨立以來是13年的歷史。但是在最近13年的時間,這個領(lǐng)域在美國突然崛起,得到了非常多的關(guān)注和發(fā)展。到2010年的時候科學(xué)雜志把超材料技術(shù)評為十大科技突破之一。第二是早期的超材料研究主要是在美國、日本,尤其以美國為主,做了一些投資性的發(fā)展?,F(xiàn)在國際上非常熱鬧,美國是比較喜歡把先進的技術(shù)用于軍事方面,所以2009年的時候美國確定把這個技術(shù)列為最先進的軍事裝備,日本也列為下一代隱性戰(zhàn)斗機的核心關(guān)鍵技術(shù)。
對于材料來講,尤其是對于我們今天主要談的電磁波,它一般是由分子晶格組成。微觀就是分子晶格,宏觀就是材料。從我們科學(xué)設(shè)計的角度或者技術(shù)設(shè)計的角度來講,從微觀到宏觀之間可以加上很多其他的組成。比如每個人都在這個屋子里面,我們有很多城市,城市可以組成一個省,很多省可以組成國家,很多國家可以組成整個世界。根據(jù)這樣的設(shè)計架構(gòu)和思想,我們在微觀和宏觀之間嫁接一些介觀的結(jié)構(gòu),這肯定比下一級的大,但是比上一級的小,我們可以追加N級。如果有像臺階一樣去爬,從微觀一步一步爬到宏觀,這樣我們就可以改變很多事情。
我們?yōu)槭裁匆藿优_階,從分子晶格到超材料的晶格,再到海量的工作波長。宏觀的好處是能拿到這個東西,但是它的特性已經(jīng)被微觀決定過了,只能是它是什么樣我們來設(shè)計什么,它是普通的導(dǎo)體就做普通的導(dǎo)線,是超導(dǎo)的導(dǎo)線就做超導(dǎo)的導(dǎo)線。完全是基于材料的特性來做事情。我們就想找到一些折中,中間加上一些層面。我們對于介端的結(jié)構(gòu),我們有足夠的工藝去制造它。這樣的話我們就可以在材料的局部設(shè)計、改變它,直接做成一個材料。這樣來看的話它就非常有意思,在我們現(xiàn)在的超材料里面可以給我們提供很好的材料。介端材料可以給我們提供電磁特性,對磁場的響應(yīng),合在一起對電磁波的響應(yīng),然后再到對光的響應(yīng)。超材料就是組裝材料的科學(xué)和思想。
講到這里,我們光博會明明講的是產(chǎn)品應(yīng)用,我怎么上來講廣義相對論,我只想說它很有用,會帶來產(chǎn)品上的進步。工業(yè)級超材料技術(shù)的創(chuàng)建,不論是技術(shù)的變化也好,技術(shù)的進步也好都是次要的,最重要的是價值目標或者價值觀的改變。對于超材料追求自然界沒有的材料,對于工業(yè)化的推動和產(chǎn)業(yè)化的推動是毫無益處的。這時候最大的價值目標改變就在于我們不要關(guān)注于超材料是否能夠?qū)崿F(xiàn)自然界或者在宇宙里面才有的材料特性,我們最應(yīng)該關(guān)注的是它能改變和調(diào)制電磁波,有電磁波的地方就考慮用什么更好的電磁波為用戶帶來更好的享受和服務(wù)。這個Meta—RF的技術(shù)關(guān)鍵在于電磁調(diào)制技術(shù),我們的目標就是要針對這個應(yīng)用電磁波該怎么樣輻射,該怎么樣跑的需求,根據(jù)這個需求逆向地定制,所有的結(jié)構(gòu)也好,超材料也好,器件、系統(tǒng),直接實現(xiàn)用戶對電磁波駕馭的需求就OK了。
這邊舉幾個簡單的例子,把這么大不可折疊的變成可折疊的,小型化的新型超材料薄膜,好處是可折疊,并且很輕。這個也有一些客戶已經(jīng)用了。第二超材料可以壓縮電磁波的空間,對原來比較大的東西,我們用很小的空間就可以實現(xiàn)了,而且功能非常大。這些指標就不說了。高交會這樣的場景,咱們這個會議室比較簡單,像家里面,只是人數(shù)比較多。在人流量特別多的地方,電磁波之間會有非常強的干擾,我們要控制好電磁波的輻射方式,把功率調(diào)到最低,使得人流量非常大的情況下仍然可以很好地接受到WIFI。就在會展中心2號館用了這個東西,你們可以試一下,在這里可以看高清視頻。實際上現(xiàn)在深圳地鐵也在做這樣的工程。這是一些典型應(yīng)用。
由于時間也比較緊,我就把超材料從猿的狀態(tài)一直講到人的狀態(tài),雖然講得很粗糙,希望在座的多指正,多支持新技術(shù)的發(fā)展,謝謝大家!
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