【前沿动态】超材料透镜将彻底颠覆我们的镜头
向“错误”的地方弯曲的筷子（这里其实是习惯），左侧为正常的水，右侧为假象的透明负折射率液体材料。（图片来源www.extremetech.com）
超材料（Metamaterial）一直是光子晶体研究里面最尖端的项目之一，而说起超材料，可能最容易想到的是两张图，一张就是排列的异常美观规整的纳米结构，而另一张则是超材料里的一张著名的假想图——向“错误”的地方弯曲的筷子，即负折射率材料。
高度规整的纳米结构（图片来源http://www.mat.ucsb.edu/）
以上这些虽然看起来酷炫无比，但是貌似我们还无法看出超材料能搞出什么“超”应用来，一篇刚刚在《科学》杂志发表的论文向大家证明了，超应用离开我们已经只有一步之遥。
一个来自哈佛大学的研究团队最近利用高度约为600纳米的二氧化钛“纳米砖”块堆出了一块完全平面，并且纤薄如纸的聚光镜片。这块超材料镜片的有效放大倍数高达170倍，并且放大后的图象分辨率能完全媲美常规的玻璃透镜。
约600纳米高的二氧化钛纳米砖块
放大一些来看的话，这些砖块的排列方向并不相同
超材料的本质就在于这些尺寸小于光的波长的纳米结构，这些结构可以借由不同的形状、大小和排列和光子愉快得玩耍，把它们或阻断、或吸收、或增强、或折射。这一次，科学家们就通过这些纳米砖头的不同排列，成功将通过的光“聚焦”。
普通玻璃聚光镜示意图
超材料平面聚光镜示意图
既然前景这么美好，那么为什么超材料到现在还没有广泛应用于光学镜片领域呢？主要原因，也是超材料镜片和玻璃镜片最大的区别就是，超材料非常挑光的“波长”，换句话说红光比较好使的镜片就无法将绿光聚焦，反之亦然，同时要找到可用于我们肉眼能看见的可见光范围的材料其实也费了一番周折，最终选定了二氧化钛，而早期的超材料主要都是硅基的表面等离子材料。
因此超材料镜片可能目前只能适用于使用激光的这样波长单一的电磁波的仪器中，而如果有一天，复合波长这个难题被攻克，我们的所有光学仪器都将发生颠覆性的改变，让我们拭目以待吧。
下一个难题就是同时聚焦多波长的光
一旦成功，光学镜片的尺寸将会大幅减小，成本将大幅下降，我们对目前大多数光学设备的认知也会发生颠覆性的改变。
参考文献： M. Khorasaninejad et al, Metalenses at visible wavelengths:Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging, Science vol352, Issue 6290, 1190 2016.
（来源：DeepTech深科技，微信公众号：mit-tr）
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多所大学正在开展声学超材料研究
以助力潜艇隐身
【据今日海军网报道】丹麦工业大学（DTU）研制出一种新的材料，有望使潜艇不被声纳探测到。这种能够抑制声波反射的材料被称为声学超材料，该大学负责这种声学超材料的理论建模。
DTU正在与世界上许多大学共同合作开展研究，一旦成功将有望实现理想的完全声隐身。
声学超材料具有改变声波反射路径的能力，例如到达该材料的声波不产生回波而实现隐身。这意味着它可能吸收而不是反射声波，因此使物体实现声隐身。
许多科研机构都在进行声学超材料的研发工作，包括加州大学伯克利分校，德国卡尔斯鲁理工学院以及香港科技大学。DTU负责理论建模，而其他合作者正在进行应用试验。
DTU的研究人员称，超材料涂层可能帮助潜艇几乎不被声纳探测到，因而军事部门可能最先对这类研究感兴趣。 目前，主要使用声纳或其他声学手段探测目标，一旦实现声隐身，将对水下战产生巨大影响
（来源：国防科技信息网，作者：中国船舶信息中心 慕南、晓梦）
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