●最著名的超構材料,便是過去十多年引起相當多討論的「隱身衣」。 資料圖片

「超構材料是什麼?其實就是一種完全人工製造的材料,透過設計特別的結構,達到自然界材料所沒有的amazing效果。」徐磊介紹指,超構材料最早源起於上世紀六十年代科學家的設想,科學家都知道光打到水中會折射,彎曲程度與折射率有關,而自然界所有材料折射率均為正數,構想中的負折射率材料,便是超構材料的基礎;及至上世紀九十年代,科學家開始成功設計對聲場、光場調控的實驗,更正式形成了超構材料的概念,「科學家們在實驗實現了想要的性質,比如哪種波段的光或聲音可以在物質中傳播、哪一種不可以傳播等。從而實現濾波,並控制波長的傳播。」

至於最著名的超構材料,便是過去十多年引起相當多討論的「隱身衣」,也叫「光學斗篷」。在2006年起,英、美、內地以及香港的科學家也有投身相關研究,透過特殊的設計結構,控制不同電磁波(如可見光)的傳播,及干擾其軌跡使其彎曲。現實生活中光從物體反射到眼睛中,讓人們可以看到,如果在物體上罩上一層上述材料製的斗篷,令光繞過該物體,再回來原本的光學路徑,在遠處的人眼中就有隱身效果。徐磊形容,「就像電影《哈利波特》中Harry披上隱身斗篷後,整個人就看不見了。」他說,科學家將這種利用結構能控制的材料命名為Metamaterial,「現在最火的元宇宙(Metaverse)中的『Meta』,在材料世界裏早就用上了。」

超構材料重點在於「設計」及「結構」,徐磊特別提到,及至2013年左右,逐漸成熟的3D打印技術成為將超構材料實現的「利器」,特別是彈性超構材料,大大縮短了將材料從設計結構到打印製作的時間,能不斷調節並反覆進行實驗製作,「實現了理論和實踐的結合,解決了理論容易實踐很難的問題,大大推動有關發展。」

●香港文匯報記者 郭虹宇