安全管理人員技術(shù)分析報(bào)告(文件)
【正文】 序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，如使波“繞過”材料表面實(shí)現(xiàn)聲學(xué)隱身、光學(xué)隱身以及電磁波隱身等，其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)某種亞波長級(jí)別的微結(jié)構(gòu)單元以及這些單元的排列規(guī)則，最終決定其物理特性（如介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、體彈性模量和質(zhì)量密度等）的不是原材料本身的原子、分子或相互之間的作用，而是這些可與波相互作用的微結(jié)構(gòu)單元，以及這些單元按一定規(guī)則排列形成的相互作用關(guān)系。我國高度重視超材料技術(shù)的發(fā)展，也曾在863計(jì)劃、973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、新材料重大專項(xiàng)等項(xiàng)目中對(duì)超材料研究予以立項(xiàng)支持。盡管理論研究有較快進(jìn)展，但聲學(xué)斗篷對(duì)聲學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工要求極為苛刻，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面進(jìn)展較緩慢。2013年杜克大學(xué)的卡默爾教授獲得了美國海軍一份為期五年的項(xiàng)目合同，旨在制備能夠產(chǎn)生、接收及控制聲波的設(shè)備。“聲學(xué)斗篷”是美國海軍資助超材料項(xiàng)目的突破性成果，一旦工程化應(yīng)用將徹底顛覆主動(dòng)聲納探測定位的有效性，改變水下戰(zhàn)場的游戲規(guī)則。2012年在美國海軍資助下，諾里斯教授和韋德林格公司共同開發(fā)了“金屬水”水下聲隱身技術(shù)，通過在水下裝備的外部添加含聲學(xué)超材料的覆層，對(duì)聲波進(jìn)行引導(dǎo)而使目標(biāo)在主動(dòng)聲納的探測下隱身。這項(xiàng)工作可能會(huì)賦予傳輸網(wǎng)絡(luò)一些人們夢寐以求的性質(zhì)，如實(shí)現(xiàn)尖銳拐角的高傳輸，高效的切波分裂和聲波隱形。歐美發(fā)達(dá)國家，如美國、歐盟、日本等，都專門啟動(dòng)了關(guān)于超材料天線的研究計(jì)劃，組織了眾多相關(guān)領(lǐng)域頂尖科學(xué)家，并給予高額的研究經(jīng)費(fèi)支持Echodyne，一家位于西雅圖高科技公司，由微軟創(chuàng)始人比爾Lamda Guard Inc是一家位于加拿大的科技創(chuàng)新公司，主要致力于透明光學(xué)薄膜的制備，但這一薄膜與眾不同的地方在于使用了超材料作為組成元素，可屏蔽特殊顏色和波長的光線。三、應(yīng)用領(lǐng)域超材料超常的物理性質(zhì)和可以人工制備這兩大特性已讓它應(yīng)用于當(dāng)今社會(huì)的各大領(lǐng)域：汽車、軍事、能源、通信等。汽車現(xiàn)如今汽車產(chǎn)業(yè)正朝著智能化方向飛速發(fā)展，通過在普通的汽車上裝備上先進(jìn)的傳感器(雷達(dá)、攝像)、控制器、執(zhí)行器等裝置，就可以通過車載傳感系統(tǒng)和信息終端實(shí)現(xiàn)人、車、路的信息交換，使汽車能夠感知外界環(huán)境，自動(dòng)分析汽車行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，安全到達(dá)指定地點(diǎn)，達(dá)到最終可以替代人的目的。通過這個(gè)現(xiàn)象，可以研發(fā)出新的超材料為太陽能利用技術(shù)增加新的途徑，產(chǎn)生全新的光熱太陽能電池，還能應(yīng)用于紅外熱成像技術(shù)，大幅度提高紅外信號(hào)探測能力。多個(gè)國家都投入巨資用于超材料的研發(fā)和應(yīng)用。這種超材料技術(shù)可以顯著地改善交通擁堵狀況和減少交通事故的發(fā)生，是超材料成功的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之一。另外，機(jī)載的智能蒙皮天線運(yùn)用超材料技術(shù)對(duì)人造“原子”進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，可逆向?qū)崿F(xiàn)材料對(duì)電磁場的任意響應(yīng)。Evolv Technologies是一家位于波士頓的超材料公司，為Intellectual Ventures剝離出來三家公司之一，另外兩家分別是Kymate和Echodyne。艾倫共同出資成立，致力于開發(fā)新型高性能雷達(dá)，可被應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車等。它可以為科學(xué)家們呈現(xiàn)物體的精細(xì)細(xì)節(jié)，如腫瘤，或者飛機(jī)機(jī)翼在工業(yè)檢測中的微小缺陷等，這些細(xì)節(jié)在以往的儀器中由于衍射極限的限制是被無法觀察到的。該技術(shù)中的軟件技術(shù)已完成模擬環(huán)境下對(duì)分系統(tǒng)的驗(yàn)證，材料技術(shù)完成了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)部件的驗(yàn)證，整體概念中的關(guān)鍵概念通過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)過23年的深入研究，諾里斯教授全面闡述了一種新的聲隱身超材料——“金屬水”，它是一種特殊的“五模材料”，對(duì)聲波幾乎不發(fā)生散射，能通過改變聲波的傳播路徑而實(shí)現(xiàn)物體的聲隱身，就像水流繞過障礙物繼續(xù)向前。該斗篷由一些具有重復(fù)排列小孔的塑料板組成，在頻率為3kHz的聲波下進(jìn)行測試，表現(xiàn)出完
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