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液态金属“超材料皮肤”可躲过雷达侦察

美科学家工程师开发出一种软性、可伸缩且可调谐的“超材料皮肤”,能以多排小型液态金属来隐藏物体,使其得以躲过鹰眼(sharp eye)雷达系统的侦察…

美国爱荷华州立大学(Iowa State University)的工程师开发出一种软性、可伸缩且可调谐的“超材料皮肤”(meta-skin),能以多排小型液态金属来隐藏物体,使其得以躲过鹰眼(sharp eye)雷达系统的侦察。这种超材料可加以调谐,藉由控制这种聚合物超材料薄层的拉伸与挠曲,大幅降低各种雷达频率的反射。

“我们认为这种meta-skin技术将在电磁频率调谐、屏蔽和散射抑制方面找到许多应用,”爱荷华大学究人员在《科学报告》(Scientific Reports)期刊中发表这项研究。

为了证明利用软性、可调谐的液态金属技术能够压缩电磁波或甚至是很短波长的可见光,研究人员们建置了嵌入多排裂环谐振器的矽薄层。电谐振器以液体合金(galinstan)进行填充——这种galinstan是一种在室温下液化的金属合金,而且比其他的液体金属(如汞)较不具有毒性。
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这种像皮肤般软性、可拉伸与调谐的meta-skin能够撷取雷射波,以及隐藏物体使其不至于被侦测到(来源:Iowa State University)

这些小型的环形谐振器外半径约2.5mm、厚度约0.5mm,彼此间的间距约1mm,从而创造出小型且弯曲的液体线段。

环形谐振器可形成电感,而其间的间距则产生电容,结合二者共同创造出能够在一定频率下撷取与抑制雷射波的谐振器。拉伸这种超材料meta-skin,将会改变内部液体金属环的大小,同时也改变了设备所能抑制的频率。

根据测试结果显示,在8-10GHz频率范围内约可达到75%的雷达抑制效果。而当以这种meta-skin薄层包覆物体时,可从所有的入射方向与观察角度抑制雷达波。

相较于传统的隐形技术仅减少背向散射(功率反射回探测雷达)的方式,研究人员表示,meta-skin技术采用的方式是完全不同的。

“我们的长期目标在于缩小这些设备的尺寸,”研究人员Liang Dong表示,“接着,我们希望能以更高频率的电磁波来进行这项研究,例如可见光或红外线等。虽然这还需要先进的纳米制造技术和相应的结构改造,但我们认为,这项研究证明了频率调谐与扩展以及能以皮肤般超材料实现多向波形抑制的的概念。”

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