隐形斗篷可能很快就不再是科幻电影里的东西了。

    近日，厦门大学陈焕阳课题组教授在研究中发现，利用一种常见的二维天然材料三氧化钼(α-MoO3)可取代昂贵且难以生产的超材料制造隐身器件。这意味着，未来制造隐形设备的门槛会大幅降低，许多科幻电影小说中描述的情形有望在现实中出现。该研究成果发表在国际期刊《纳米光子学》上。

    通常人们所说的“隐身术”在科技领域实际上是一种“低可探测技术”，即利用各种不同的技术手段来改变目标物可探测性信息特征，隐形技术涉及电磁场原理、声学、光学、红外工程学等多种学科，属于典型的跨学科的应用科学技术，而其中隐形材料是隐身技术发展的关键。

    近年来，超材料因其能突破传统的光学定律，在理论上实现最佳的隐身效果而倍受科学界广泛关注。超材料经过人为对其微结构的改造，能够操纵电磁波，改变波的传播路线，使波发生弯曲，以达到绕射传播的目的，实现传统材料无法实现的隐身效果。不过，为了实现隐形效果，通常需要简化电磁参数以避免无限大或负数的情况，且还需要用复杂结构等效出梯度折射率材料，这些过程需要昂贵的光刻技术和繁琐的制造方法，并且最终的实际效果也会因存在较大散射和偏差而大打折扣。

    针对这些问题，陈焕阳教授团队在变换光学基础上，大胆设想，通过寻找设计一种二维天然材料的折射率分布实现超材料操纵光行为的效果。研究人员使用了一种当前热门的自然双曲材料α-MoO3，发现当把α-MoO3薄片卷在圆柱形光纤上时，在中红外电磁照明下的物体从视觉上消失了。

    研究人员解释，达到结构的法布里-珀罗共振的光能够以极小的散射通过α-MoO3隐身聚光器传播，并且能量在中心处得到加强，达到隐藏电磁照明下的物体的目的，即隐身。陈焕阳解释，“三氧化钼把光沿着一定方向挤压进内核，相当于把光抓进了物体内，如果折射率和阻抗匹配，就感觉内核不存在，产生了隐身的效果。”此外，利用α-MoO3代替超材料制造的新兴隐形器件在特定光源位置还表现出错觉效应，使得我们无法通过外场判断光源的真实位置。

    “这是二维材料首次被用于变换换光学器件的设计，通常我们需要超材料，但这次要简单得多。” 陈焕阳介绍，人们通常认为，实现完美的隐身效果很大程度上要依赖人造材料，这次实验的成果为天然二维材料替代超材料制造隐形器件提供了新的可能，而且相比超材料，这种材料更具有价格和加工上的优势。

    当前，隐形材料应用市场主要集中在军事领域，而在民用领域尚未实现商业化应用。这主要是因为不同军事领域隐形材料主要针对侦查仪器隐形，而隐形材料在民用领域的研究方向主要针对肉眼隐形，研制针对视觉隐形的材料技术难点相对较高。

    研究人员表示，实验表明2d天然双曲材料具有的奇特性能够弥补超材料的各种局限，使隐形器件的制造过程更简便、更便宜，有望将隐形技术推向民用市场。

    据了解，这项研究在初步实验中取得令人满意的结果，不过仍然处于验证阶段。这些课题目前都是偏应用基础性的研究，在产业和商业化应用上还有相当长的一段路要走，但毋庸置疑，新材料和新特性的发现一定会带来一些新的应用。