这才叫真正的电影特效(不会还有人认为隐形只能是电影特效吧)

隐身这个词经常出没于各种玄幻类的小说,动漫,电影等等,例如哈利波特中作为死亡圣器的隐身斗篷,哆啦A梦口袋中的隐身衣,海贼王中阿布萨罗姆吃过的隐身果实.....#科普#

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相信很多朋友特别憧憬能够修成隐身大法,除了之前向大家介绍过的大型航天和陆地武器的隐身涂料,小编在这里总结了几个能够实现个人和小物体"隐身"的方法:

让我们先来了解一下光学隐身,也就是所谓的视觉隐身,是什么原理:

我们之所以能够看到物体,是因为物体会将照射到其表面上的光线分散开,并反射到人的眼睛里,也就是说物体阻挡了光波的通过。要想实现隐身,就必须有一种材料能够引导光线绕开物体的阻挡,然后进入人的眼睛,那么人们就会透过物体看到背后的事物,从而实现光学隐身。

说白了,就是在一个物体前面放一种神奇的材料,能够把原本要被反射到人眼中的光强行改变路线,让光线乖乖避开物体,跑向人们的眼睛。

美国杜克大学教授戴维·史密斯等人认为,隐身衣的功能和制作原理就像是流水一样,把一块石头放在溪水里,溪水会绕过石头继续向前流动。而且他还提出,要想制造改变光线传播方向的材料,关键是材料的晶格结构特性,而不是其物质构成。为此,必须建立一套决定材料晶格结构的理论计算模型,并按照模型的计算方法才能设计制造出理想中的隐身材料。

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上面是隐身衣的示意图。点光源放在隐身衣附近,光线无法进入隐身的区域,但是经过隐身衣后又恢复至其在真空中的传播路线.(图片引自J.B.Pendry,D.Schurig,andD.R.Smith,Science 312,1780(2006).)

可能有的人听了上面的解析,心已经凉了,表示这怎么可能实现???可喜可贺的是目前已经有部分研究团队做出了这种隐身材料或者叫隐身结构。

2013年,浙江大学陈红胜教授研究团队工作人员演示一件"隐身"装置的效果。当一支铅笔被放入该装置中时,铅笔的中间部位"不见了",但该部位的背景图案仍然可见。

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陈红胜团队正是基于上文所述的理念,当电磁波照射到物体时,会在物体上发生散射;散射的电磁波被接受后,就表明那里存在物体,如果能让电磁波"转弯",绕着走,就能实现隐身,如下图

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除了让电磁波乖乖绕个弯,继续沿直线传播,还有一种隐身技术,可以让光波有去无回。它就是量子隐身衣。

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量子隐身材料通过设计能够弯曲周围的光波,同时能够吸收特定的光线,造成物体只反射出微弱的光,而人的肉眼无法感受较微弱的光线,这就造成了物体像不存在一样。这种神奇的材料减少了光线的反射,同时又减少了物体的影子。

加拿大"超隐形生物科技"公司在接受美国有线新闻网采访时,首次宣布了他们这一令人难以置信的"隐形外衣"发明。据该公司的CEO盖伊·克莱默声称,"隐形外衣"的正式名称为"量子隐形伪装面料",是该公司经过多年秘密研究后的高科技成果——这种神奇面料能使周围光线弯曲,从而使被它覆盖的人处于完全隐身状态!

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美国军方和加拿大军方都已证实,它能躲过红外勘测和热成像技术的监控,更令小编震惊的是这种材料又轻便又便宜,不需要电池等配备物,也不需要光线等辅助物,CEO盖伊声称,"隐形外衣"的秘密研制工作得到了美国军方五角大楼的大力赞助,五角大楼希望将来有朝一日能用它打造出新一代的"隐形士兵",甚至一支杀敌于无形的"隐形部队"!

最后再来聊聊各种新型的隐身材料:

(1)手性材料(chiralmaterial)。

手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能通过任何操作使物体与镜像相重合的现象。研究表明,手性材料具有特殊的电磁性能,电磁波通过手性材料时将表现出旋波性(opticactivity)和圆二色性 ( c f f c u l a r d i c h r o i s m) ,将表现出良好的电磁屏蔽性能,能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。用于微波波段的手性材料都是人造的。采用手性材料的结构与微波相互作用的研究始于50年代,到80年代,有关手性材料对微波的吸收、反射特性的研究才受到一些研究部门的重视。目前研究的雷达吸波型手性材料,是在基体材料中掺杂手性结构物质形成的手性复合材料,比如吸波材料、天线工程、微波、毫米波器件等等

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(2)导电高聚物材料。

这种材料是近几年才发展起来的,由于其结构多样化、导电率和独特的物理、化学特性,因而引起科学界的广泛重视。将导电高聚物与无机磁损耗物质或超微粒子复合,有望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。

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(3)多晶铁纤维吸收剂。

欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型的雷达吸波涂层,系采用多晶铁纤维作为吸收剂。这是一种轻质的磁性雷达吸收剂,可在很宽的频带内实现高吸收效果,且重量减轻40%~60%,克服了大多数磁性吸收剂所存在的过重的缺点。

(4)智能型隐身材料。

智能型隐身材料和结构是80年代逐渐发展起来的一项高新技术,它是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料和结构,为利用智能型材料实现隐身功能提供了可能性。

目前,隐身技术正向着综合运用、权衡隐身性能和其他性能、扩展频率范围和应用范围、降低成本等方向发展。

以下是一些类似隐身的"部分隐藏"小方法

1、隐形纹身

所谓的隐形纹身,在紫外灯的照射下,能够显现出纹身的轮廓,而在平时的日常太阳的照射下,是完全看不到纹身的形状的。它采用Blacklight reactive特制纹身墨水,其中有荧光作用的物质,在紫外线照射下,电子发生跃迁,后以光辐射状态辐射能量回到基态就会发光,其对应不同的波长就会发出不同颜色的光。比如维生素C,酚酞等具有刚性平面的分子,在适当的激发光(紫外线也是有一定的波长范围的)下就会发荧光。它不含磷,也没有对身体有害的其他物质,当然更不会致癌。是一种安全时尚的纹身方法,虽然它的材料十分安全,但无法保证能适合每个人的体质,完全不出现过敏现象。

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2、隐形墨水

古代人想要书信往来一些机密信件,就会用所谓的"隐形墨水"来书写,隐形墨水之原理也非常简单,它仅仅是利用酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化而已,除了应用化学变化中的酸碱中和之原理之外,还可利用其它的化学反应—如沉淀反应、氧化还原、错离子形成及催化反应等现象。柠檬水或者小苏打与水的勾兑就可以实现最简单的隐形墨水,待字迹晾干后,用火再烤一下,增加其热度,字迹便会再次浮现出来。再高级一些的隐形墨水,就是要向其中添加荧光作用物质,和上文的隐身纹身类似,只有在紫外线的照射下才能显现字迹的神奇墨水。

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科技的发展和进步总是让人惊叹不已,前一秒"隐身"还只是心中的梦和荧幕的特效,下一秒人类就已经朝着梦想迈步并将"隐身"应用于实际,辅助人类向着更理想的未来前进。

人们生活的便利少不了科技的发展,科技的发展自然少不了材料学的功劳。作为"地基"般的材料学给了人们支撑,像梯子一样协助人类去触碰更高更远的梦!

参考文献:

搜狐网《哈利·波特》的"隐形衣"真的诞生了?

北川在线----《量子隐身衣》

道客巴巴----浙大团队成功研制出"隐身衣"

中国知网----镍锌铁氧体亚微球及其复合材料的制备与吸波性能研究

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