不久前,科學(xué)家研制出了能讓物體隱形的塑料,而當(dāng)這種塑料投入實(shí)踐測試時(shí),科學(xué)家卻有個(gè)意外的收獲——這種隱身塑料還能增加太陽能的生產(chǎn)效率。 正正卻得負(fù) 1958年,蘇聯(lián)物理學(xué)家菲斯拉格發(fā)現(xiàn)光線也有負(fù)折射。什么是負(fù)折射?我們把一根筷子放入水中,可以看見水中的筷子彎了,這水中筷子的樣子是光線的正折射。如果是負(fù)折射,那么水中筷子會(huì)呈折斷般朝里彎。 2000年,英國物理學(xué)家彭德利在負(fù)折射理論的基礎(chǔ)上提出,人們可以制造出某種材料,它可以使光線產(chǎn)生負(fù)折射。這種專門使光線產(chǎn)生負(fù)折射的材料可以在它的覆蓋區(qū)域創(chuàng)造出一個(gè)隱西藏,而在這個(gè)區(qū)域里,物體是不可見的。這也是后來的科學(xué)家研制隱身材料所依據(jù)的原理。 6年過后,美國杜克大學(xué)的物理學(xué)家大衛(wèi)·史密斯成功研制出了這種材料,他稱之為“超材料”。不過超材料只能使微波和少數(shù)其它波長的光產(chǎn)生負(fù)折射,并不能使可見光發(fā)生負(fù)折射。之后,科學(xué)家在隱身材料方面一直沒有太大的進(jìn)展。 直到不久前,加拿大的發(fā)明家蓋克·克萊默使用了一個(gè)更為簡單的方法,研制出了能真正使物體隱形的塑料??巳R默利用的科學(xué)原理是簡單的凸透鏡效應(yīng)。凸透鏡效應(yīng)也經(jīng)常被用于我們?nèi)粘I钪械囊恍?D游戲卡片中。從一個(gè)角度看,這些卡片是一個(gè)樣子,而從另外一個(gè)角度看,這張卡片卻又是另外一幅樣子(但此時(shí),另外一個(gè)樣子卻消失了)。這種現(xiàn)象是由卡片表面一排排拱形的小透鏡折射光線所引起的。 克萊默就是把普通的透明塑料的微觀結(jié)構(gòu)做成跟3D游戲卡片表面的一排排小透鏡一樣,然后再把兩張同樣結(jié)構(gòu)的塑料貼在一起,具有隱身功能的材料就被制作出來了。如果我們透過這種塑料看站在它背后的人,無論我們從哪個(gè)角度看,都會(huì)發(fā)現(xiàn)塑料背后某一區(qū)域的人消失不見了。這是因?yàn)閬碜怨庠捶较虻墓饩€經(jīng)過兩層凸透鏡塑料的折射過后,并沒有照到我們所看的那個(gè)人,所以我們的眼睛就接受不到那個(gè)人反射的光線,也就看不到那個(gè)人了。 這里有意思的是,單層塑料使光線產(chǎn)生的是正折射,而兩層合在一起,卻使光線發(fā)生了負(fù)折射。 額外的收獲 盡管具有隱身功能的塑料已經(jīng)制作出來了,但是要用它制作一件真正的“隱身衣”,估計(jì)還得等上一段時(shí)間。因?yàn)檫@種塑料本身并不是完全透明的,這是因?yàn)樗鼉擅娑际前纪共黄降模@會(huì)讓塑料看起來像一層面紗似的;再者,隱身塑料后面沒有被隱形的場景或物體會(huì)發(fā)生變化,它們都會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn),而這會(huì)讓人看出端倪。 不過,克萊默的隱身塑料卻事先在太陽能領(lǐng)域開了花。對于太陽能電池板來說,除非太陽光垂直照射到太陽能電池板上,否則電池板的產(chǎn)能無法達(dá)到一個(gè)較為理想的狀態(tài)。隱身塑料可以將從電池板上方斜擦而過的太陽光折射、并平鋪到電池板上,從而增加電池板的產(chǎn)能。盡管普通的反射鏡也能將斜射的太陽光反射到太陽能電池板上,但是這種反射光過于集中,能量過強(qiáng),因此它會(huì)燒壞電池板。 在實(shí)驗(yàn)中,研究者把隱身塑料拱成半圓,然后用它把太陽能電池板罩住。隨后他們發(fā)現(xiàn)覆蓋有隱身塑料的太陽能電池板的產(chǎn)能,是沒有隱身塑料的太陽能電池板的3倍左右。這結(jié)果可太令人驚喜了。也許在隱身衣真正被做出來之前,隱身塑料就先用在太陽能領(lǐng)域了。 |
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