高中时老师告诉我们,当一束光从空气斜射入水底,入射光与折射光应当在法线一侧。这么,是否存在这样一种介质,当光入射其中,入射光与折射光高踞法线同侧?
1968年,前南斯拉夫理论化学学家菲斯拉格()发觉,介电常数和磁导率都为负值物质的电磁学性质,与常规材料不同理论物理学最新进展,因而在理论上预测了上述“反常”现象。超材料的概念便始于此。
(超材料),其中拉丁语词缀“meta-”表示“超出、另类”等含意,因而通常文献中给出人工电磁材料的定义是“具有天然材料所不具备的超常化学性质的人工复合结构或复合材料。”也就是你们津津乐道的“超材料”。
人工电磁材料(,Meta材料)是将人造单元结构以特定形式排列产生的具有特殊电磁特点的人工结构材料。
Meta材料具有自然界中原有材料所不具备的奇特性质,其中出现了许多全新的化学现象。目前关于Meta材料的化学特点研究,及其在定向幅射高性能天线、电磁隐身、空间通讯、探测技术和新型太赫兹波段功能元件等领域的应用研究开始成为国际数学学和电磁学界的研究热点。
人工电磁结构材料特点及其应用
2001年理论物理学最新进展,新加坡加洲学院圣胡安中学的史密斯院士等人在实验室制造出世界上第一个负折射率的超材料样品,并实验证明了负折射现象与负折射率。翌年,英国加洲学院Itoh院士和美国纽约学院院长领导的研究组几乎同时提出一种基于周期性LC网路的实现超材料的新方式。
2002年末,麻省理工大学的孔金瓯院士也从理论上证明了“左手”材料存在的合理智,并称之为“导向介质”,他预言了这些人工材料在高指向性的天线、聚焦微波杂波、“完美透镜”、电磁波隐身等方面的应用前景。2006年,史密斯院士及其在杜克学院的科研小组设计、制造了知名的“隐身夹克”,并成功地进行了实验证明。2009年又出现了宽频带的隐身衣。2010年科学家发觉了电磁黑洞。
光子晶体、左手材料、隐身衣等超材料研究成果被英国《科学》杂志先后于2000年、2003年、2006年选为年度10项重大进展之一。《Today》杂志在2008年将超材料评为材料科学50年中的10项重要突破之一。2010年,《科学》杂志又将超材料纳入本世纪前六年的10项重要科学进展之一。