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　　（英文：Metamaterial）, 拉丁语词根“meta-”默示“高出、另类”等寓意。

　　超原料指的是一类具有分外本质的人制原料，这些原料是自然界所没有的。它们具有少少稀奇的本质，好比让光、电磁波调换它们的普通本质，而云云的成就是守旧原料无法完成的。

　　超原料的因素上没有什么稀奇之处，它们的奇异本质源于其缜密的几何构造以及尺寸巨细。此中的微构造，巨细标准小于它影响的波长，所以得以对波施加影响。关于超原料的发端研讨是负折射率超原料。

　　（2）metamaterial具有超常的物理本质（往往是自然界的原料中所不具备的）；

　　（3）metamaterial本质往往不重要定夺于组成原料的本征本质，而定夺于此中的人工构造。

　　超原料的巧妙本质使它具有广大的利用前景，从高领受率天线，到雷达反射罩以至是地动预警。

　　超原料是一个跨学科的课题，囊括电子工程、凝结态物理、微波、光电子学、经典光学、原料科学、半导体科学以及纳米科技等等。

　　“超原料（metamaterial）”指的是少少具有人工打算的构造并体现出自然原料所不具备的超常物理本质的复合原料。

　　“超原料”（Metamaterial）是21世纪此后显露的一类新原料，其具备自然原料所不具备的分外本质，并且这些本质重要来自人工的分外构造。

　　超原料的打算思念是新鲜的，这一思念的根蒂是通过正在众种物理构造上的打算来冲破某些外观自然次序的限度，从而得到超常的原料性能。超原料的打算思念明示人们能够正在不违背基础的物理学次序的条件下，人工得到与自然界中的物质具有迥然差异的超常物理本质的“新物质”，把性能原料的打算和拓荒带入一个极新的寰宇。

　　模范的“超原料”有：“左手原料”、光子晶体、“超磁性原料”、“金属水”。

　　伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复本事的仿生塑料。这种会合物内嵌有一种由液体组成的“血管体例”，当显露破损时，液体就可像血液相似分泌并结块。比拟其他那些只可修复细微裂缝的原料，这种仿生塑料能够修复最大4毫米宽的缝隙。

　　一家名为Alphabet Energy的公司拓荒出了一种热电发电机，它可被直接插入平淡发电机的排气管，从而把废热转换成可用的电力。这种发电机利用了一种相对省钱和自然的热电原料，名为黝铜矿，据称可抵达5-10%的能效。科学家们一经正在研讨能效更高的热电原料，名为方钴矿，一种含钴的矿物。

　　热电原料目前一经最先了小范围的利用——好比正在太空飞船上——方钴矿具备便宜和能效高的特征，能够用来包裹汽车、冰箱或任何呆板的排气管。

　　除晶体硅外，钙钛矿也可可用来创制太阳能电池的替换原料。正在2009年，利用钙钛矿创制的太阳能电池具备着3.8%的太阳能转化率。到了2014年，这一数字一经晋升到了19.3%。比拟守旧晶体硅电池逾越20%的能效。科学家以为，这种原料的职能仍旧有晋升的能够。

　　钙钛矿是由特定晶体构造所界说的一种原料种别，它们能够蕴涵放肆数目的元素，用正在太阳能电池当中的普通是铅和锡。比拟晶体硅，这些原原料要省钱得众，且能被喷涂正在玻璃上，无需正在洁净的房间当中用心拼装。

　　气凝胶可由放肆数目的物质所制成，搜罗二氧化硅、金属氧化物和石墨烯。因为气氛占了绝大片面比重，气凝胶仍旧一种绝佳的绝缘体。它的构造也授予其超高的强韧性。

　　NASA的科学家一经正在试验一种由会合物所制成的柔性气凝胶，举动太空飞船正在穿过大气层时的绝缘原料。

　　和石墨烯相似，Stanene也是一种由单原子层所创制的原料。但因为利用了锡原子而非碳原子，这使其具备了石墨烯所无法完成的特色：100%的导电率。

　　Stanene正在2013年由斯坦福大学张首晟老师初次实行了外面化。预测Stanene这类原料的电子属性是张老师的试验室所擅长的范围之一，凭据他们的模子，Stanene是一种拓扑绝缘体，也即是说，它的角落是导体，而内部是绝缘体。云云一来，Stanene就能正在室温下以零阻力导电。

　　光垄断超原料的纳米构造可能以特定的式样对光后实行散射，它也许真的能够让物体隐形。凭据创制式样和原料的差异，超原料还能散射微波、无线电波、和不太为人所知的T射线。实质上，任何一种电磁频谱都能被超原料所限定。

　　1968年，前苏联外面物理学家菲斯拉格(Veselago)便提出了这个疑义，并正在外面上预测了上述“失常”气象。只是因为没有试验验证，加之当时处于性能原料进展初期，人们对菲斯拉格的创造并未予以足够珍视。

　　美邦《科学》杂志将其列入本世纪前10年的10项紧要科学希望之一，激发了诸如新一代讯息本领、邦防工业、新能源本领、微细加工本领等范围的庞大改良。

　　发财邦度的政府、学术界、物业界对超原料本领的研发予以高度珍视，协议了联系部署，加入了豪爽人力和物力。

　　美邦邦防部特意启动了合于超原料的研讨部署，美邦最大的6家半导体公司英特尔、AMD和IBM等也创造了笼络基金资助这方面的研讨。美邦邦防部更是将其列为“六大推翻性根蒂研讨范围”之一。

　　欧盟构制了50众位联系范围顶尖的科学家聚焦这一范围的研讨，并予以高额经费救援。

　　日本正在经济低迷之际出台了一项研讨部署，救援起码两个合于超原料本领的研讨项目，每个项目约为30亿日元。

　　美邦的科学家创制出一种反弹陶瓷管，比拟守旧脆而硬的陶瓷，这种反弹陶瓷管正在被压缩50%后还能收复。这种陶瓷将正在“平淡物质仰天长叹的地方大显本事”，如航天飞机或者喷气式启发机的隔热开发。

　　2006年，北卡罗来纳州的杜克大学（Duke University）和伦敦帝邦理工学院（Imperial College）的研讨者告捷挑衅守旧观点，利用超原料让一个物体正在微波射线下隐形。只管仍有很众难合需求抑制，但咱们有史此后头一次具有了能使平淡物体隐形的计划（五角大楼的邦防高级研讨部署署[The Pentagon’s Defense Advanced Research Project Agency，DARPA]资助了这一研讨）。

　　正在德邦，科学家一经利用一种叫作“径直激光平版刻录”本领制成由微型塑料棒组成的隐形原料片。将上述隐形原料片遮盖正在物体上，正在红外影相仪观测下，隐形原料调换了遮盖物四周光后的速率，从而使遮盖物和被遮盖物一同消灭。而搜罗美邦邦防高级研讨部署署正在内的军方机构，寻求的恰是这种隐匿本领，以便让飞机正在军事雷达探测限制内隐身。

　　法邦科学家则创造了通过超原料墙壁和地面切确打孔来蜕变地动波，让地动和海啸偏离兴办物或城镇，以抵达减灾的方针。

　　荷兰的的科学家则创制出正在力学上可编程的智能橡胶。通过小型开合的限定和分外的打算，这种智能橡胶能够像一块超大海绵相似变硬或者变软，以至正在挤压下能够正在这两个阶段实行神速转化。借助这种原料，人们不久或将能够穿上能通过感触地面软硬度而自愿调剂的鞋子。

　　比拟于不少邦度相对散漫的进展形式，中邦正在超原料范围的进展形式则愈加聚焦和有力。我邦已差异正在863部署、973部署、邦度自然科学基金、新原料庞大专项等项目中对超原料研讨予以立项救援。正在电磁黑洞、超原料隐身本领介质基超原料以及声波负折射等根蒂研讨方面，我邦企业博得了众项原创性功效，并活着界超原料物业化竞赛中占到先机。

　　曾正在美邦留学并正在《科学》杂志公布合于新型超原料宽频带隐身衣论文的刘若鹏无疑是此中代外。2010年，以刘若鹏博士为首的5位留学生团队回邦树立了深圳光启。源委几年进展，该公司已活着界限制内申请逾越2800件专利，约占联系范围专利申请总量的86%，该公司还正在创筑基于超原料的聪敏社区、无线互联、航空航天等范围的物业化方面走活着界前线，如其环球首条超原料微构造精试线微米的工艺精度。他们还打算了超原料坐褥准绳化流程。

　　以其打算的电磁超原料天线为例，使用一块可折叠为札记本巨细、印着“江南水乡风物画”的电道板，飞机、火车、汽船、汽车就能正在挪动搜集鞭长莫及的偏远地方衔尾卫星宽带上彀。不管卫星正在天空中的哪个地方，该天线都能追踪到，不必像守旧的碟形天线相似总朝一个宗旨盯着一颗卫星。

　　美邦肖似产物的贸易发售部署才最先，而光启早正在3年前便正在我邦22个省份实行了装配试用。而这，仅仅是中美之间近年来正在超原料重心范围睁开的激烈竞赛之一。

　　别的，为了冲破欧美对超原料本领准绳的垄断，上月，寰宇电磁超原料本领及成品准绳化本领委员会审查和报批了邦度准绳《电磁超原料术语》。这意味着，我邦正在环球率先协议出超原料范围的邦度准绳，将对我邦正在超原料本领的研讨和准绳转化起到紧要影响。

　　有调研公司预测，超原料环球市集范围正在2010-2020年间将以高达41%的年复合增加率进展。能够估计，跟着环球“工业4.0”历程络续深化、“智能+”利用范围连接夸大，一个可启发诸如高速列车、新型地面行进装置、航空航天、邦防科技、地面智能呆板人等范围的千亿范围的超原料物业集群正正在兴起。

　　欺骗控制电磁波的超原料本领来筑制将来寰宇，正正在成为环球科技改进的又一主题。

　　凭据广义相对论，工夫和空间都是能够“弯曲”的AG九游会官方网站，而空间里的光后同样能够弯曲，条件是打算并创制出足够小的“开发”。近年来，科学家沿着菲斯拉格的外面，寄托少少间隔仅有1毫米的几千分之一的人工构造，将原料的单位构造(人工原子和人工分子)纠合，通过差异的贯串构造和布列打算创制出百般超原料，完成了让光波、雷达波、无线电波、声波以至地动波弯曲的梦念。

　　超原料的利用与原有的原料制备有很大的区别，以往是自然界有什么原料，就能创制出什么物品，而超原料统统是逆向打算，凭据针对电磁波的整体利用需求，创制出具有相应性能的原料。

　　目前，基于这些试验功效睁开的产物转化措施也正在加快。像超原料智能蒙皮、超原料雷达天线、吸波原料、电子反抗雷达、超原料通讯天线、无人机雷达、声学隐身本领等产物研发和欺骗，一经成为各邦竞赛的主题。

　　“超原料”这一观点一经逐渐渗透众个范围。这一本领最初正在电磁学范围激发惊动，接着势如破竹，进入搜罗热力学正在内的众个范围，比来又最先正在力学范围掀起狂澜。（德邦卡尔斯鲁厄理工学院马丁·魏格纳老师）

　　超原料对航空航天、邦防、民用科学本领的增进剖明，新原料将会成为科学研讨中一个很紧要的切入点和宗旨，将会对浩瀚范围带来攻击和影响，并爆发新的物业，这个道理极为深远。（中邦工程院院士段宝岩）

　　超原料的打算思念和技巧很有能够成为挖掘原料新性能、引颈物业新宗旨，进步原料归纳职能、冲破稀缺资源瓶颈的有力伎俩。应进一步清楚正在邦度层面鼎力进展超原料本领的需要性，凝练进展中心，拔取合理本领途径，协议适宜超原料本领进展趋向、与我邦邦情相适宜的超原料本领进展政策。8%B6%85%E6%9D%90%E6%96%99/4195098?fr=aladdin