说到超材料大家会有很多联想,人是超人,材料是超材料,如果这样想的话我们将会成为众矢之的。实际上超材料指的是由材料组成的材料,我们把这个叫做超材料,是这个学科的名称。
这个学科的发展时间比较短,从这个学科闹独立以来是13年的历史。但是在最近13年的时间,这个领域在美国突然崛起,得到了非常多的关注和发展。到2010年的时候科学杂志把超材料技术评为十大科技突破之一。第二是早期的超材料研究主要是在美国、日本,尤其以美国为主,做了一些投资性的发展。现在国际上非常热闹,美国是比较喜欢把先进的技术用于军事方面,所以2009年的时候美国确定把这个技术列为最先进的军事装备,日本也列为下一代隐性战斗机的核心关键技术。
对于材料来讲,尤其是对于我们今天主要谈的电磁波,它一般是由分子晶格组成。微观就是分子晶格,宏观就是材料。从我们科学设计的角度或者技术设计的角度来讲,从微观到宏观之间可以加上很多其他的组成。比如每个人都在这个屋子里面,我们有很多城市,城市可以组成一个省,很多省可以组成国家,很多国家可以组成整个世界。根据这样的设计架构和思想,我们在微观和宏观之间嫁接一些介观的结构,这肯定比下一级的大,但是比上一级的小,我们可以追加N级。如果有像台阶一样去爬,从微观一步一步爬到宏观,这样我们就可以改变很多事情。
我们为什么要嫁接台阶,从分子晶格到超材料的晶格,再到海量的工作波长。宏观的好处是能拿到这个东西,但是它的特性已经被微观决定过了,只能是它是什么样我们来设计什么,它是普通的导体就做普通的导线,是超导的导线就做超导的导线。完全是基于材料的特性来做事情。我们就想找到一些折中,中间加上一些层面。我们对于介端的结构,我们有足够的工艺去制造它。这样的话我们就可以在材料的局部设计、改变它,直接做成一个材料。这样来看的话它就非常有意思,在我们现在的超材料里面可以给我们提供很好的材料。介端材料可以给我们提供电磁特性,对磁场的响应,合在一起对电磁波的响应,然后再到对光的响应。超材料就是组装材料的科学和思想。
讲到这里,我们光博会明明讲的是产品应用,我怎么上来讲广义相对论,我只想说它很有用,会带来产品上的进步。工业级超材料技术的创建,不论是技术的变化也好,技术的进步也好都是次要的,最重要的是价值目标或者价值观的改变。对于超材料追求自然界没有的材料,对于工业化的推动和产业化的推动是毫无益处的。这时候最大的价值目标改变就在于我们不要关注于超材料是否能够实现自然界或者在宇宙里面才有的材料特性,我们最应该关注的是它能改变和调制电磁波,有电磁波的地方就考虑用什么更好的电磁波为用户带来更好的享受和服务。这个Meta—RF的技术关键在于电磁调制技术,我们的目标就是要针对这个应用电磁波该怎么样辐射,该怎么样跑的需求,根据这个需求逆向地定制,所有的结构也好,超材料也好,器件、系统,直接实现用户对电磁波驾驭的需求就OK了。
这边举几个简单的例子,把这么大不可折叠的变成可折叠的,小型化的新型超材料薄膜,好处是可折叠,并且很轻。这个也有一些客户已经用了。第二超材料可以压缩电磁波的空间,对原来比较大的东西,我们用很小的空间就可以实现了,而且功能非常大。这些指标就不说了。高交会这样的场景,咱们这个会议室比较简单,像家里面,只是人数比较多。在人流量特别多的地方,电磁波之间会有非常强的干扰,我们要控制好电磁波的辐射方式,把功率调到最低,使得人流量非常大的情况下仍然可以很好地接受到WIFI。就在会展中心2号馆用了这个东西,你们可以试一下,在这里可以看高清视频。实际上现在深圳地铁也在做这样的工程。这是一些典型应用。
由于时间也比较紧,我就把超材料从猿的状态一直讲到人的状态,虽然讲得很粗糙,希望在座的多指正,多支持新技术的发展,谢谢大家!
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