超材料技術(shù)已在多領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性效應(yīng)

日前，中國(guó)科學(xué)院院士褚君浩現(xiàn)場(chǎng)展示利用特殊材料實(shí)現(xiàn)“隱身術(shù)”的一則視頻火了。“未來(lái)，隨著‘隱身’技術(shù)和超材料的逐漸成熟，科幻作品里的隱身暢想將逐漸走向現(xiàn)實(shí)，未來(lái)還會(huì)有更多‘隱身’裝備改變我們的生活。”褚君浩所提到的超材料，目前已應(yīng)用到電磁、聲學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和量子等領(lǐng)域。超材料的概念起源于20 世紀(jì)60 年代，但直到21 世紀(jì)初才被人們真正關(guān)注。所謂超材料，指的是一種通過(guò)人工微結(jié)構(gòu)在亞波長(zhǎng)尺度內(nèi)精確調(diào)控物理場(chǎng)的復(fù)合材料。科研人員通過(guò)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)和控制，可使超材料形成全新的功能結(jié)構(gòu)。

隨著超材料技術(shù)的飛速發(fā)展，研究人員已將其應(yīng)用于各種先進(jìn)裝備，由此衍生出的相關(guān)技術(shù)也已在多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了顛覆性效應(yīng)。光啟技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)劉若鵬認(rèn)為，經(jīng)過(guò)近十多年的發(fā)展，超材料技術(shù)已經(jīng)成為新型裝備研發(fā)和制造領(lǐng)域不可或缺的主流技術(shù)。如在航空航天裝備領(lǐng)域，超材料可用來(lái)制造輕質(zhì)、高強(qiáng)度的航天器材料，提高太空探測(cè)器和衛(wèi)星的性能。在醫(yī)療領(lǐng)域，可以利用超材料的聲學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)更高分辨率的醫(yī)學(xué)影像。

“如今超材料出現(xiàn)了三個(gè)新變化。一是超材料應(yīng)用面和功能性不斷增強(qiáng)，從最初的邊緣技術(shù)或者新興技術(shù)變成了當(dāng)前的主流技術(shù)；二是超材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從第三代到第四代的更新迭代，并開始進(jìn)入到大規(guī)模應(yīng)用環(huán)節(jié)；三是超材料的應(yīng)用量呈現(xiàn)數(shù)量級(jí)變化。”劉若鵬說(shuō)。日前，工信部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委聯(lián)合發(fā)布了第一批前沿材料產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展指導(dǎo)目錄，超材料被列入該目錄中。第四代超材料技術(shù)顛覆了以往的技術(shù)認(rèn)知，目前技術(shù)已取得重大突破，進(jìn)入到應(yīng)用階段。預(yù)計(jì)今年底或明年初交付的一些產(chǎn)品，將會(huì)應(yīng)用到第四代超材料技術(shù)。

近年來(lái)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。然而，由于前沿材料生產(chǎn)的技術(shù)門檻高、研發(fā)周期長(zhǎng)，因此其在應(yīng)用方面還有待進(jìn)一步挖掘。“客觀來(lái)看，超材料行業(yè)的發(fā)展空間非常大，其發(fā)展將會(huì)影響到更多的行業(yè)。但如果要繼續(xù)深入研究超材料，還需要對(duì)之有比較清晰的界定和定義。在一個(gè)學(xué)科發(fā)展越發(fā)繁榮的時(shí)期，就越需要冷靜和謹(jǐn)慎。”劉若鵬強(qiáng)調(diào)，任何一個(gè)新技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化都有共同規(guī)律，要尊重其共性和規(guī)律。