点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”
首页> 科技频道> 国防军事 > 正文

超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”

来源:光明网2026-09-03 14:08

  电影《哈利·波特》中,披上隐形斗篷的人能够从眼前“隐身”;现实战场上,飞机、舰艇等武器装备当然做不到真正隐形,但科研人员一直希望让它们尽可能少地被敌方侦察到。从早期降低雷达反射信号的隐身涂层,到今天备受关注的超材料,人类正在不断探索更加先进的隐身技术。

  近年来,美国B-2隐身轰炸机、F-35战斗机等隐身装备广泛采用吸波材料和隐身涂层,以降低雷达反射截面积。但传统隐身涂层长期暴露在高温、盐雾、雨水等复杂环境中,容易老化、开裂,对维护保障要求较高。这也促使科研人员寻找一种性能更优、适应能力更强的新型隐身材料,而超材料正是其中的重要发展方向。

超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”

海上执行任务时锈迹斑斑的F-35C(来源:美国国防部 DVIDS 图库)

  常识普遍认为,一种材料有什么性能,主要由它的化学成分决定。例如钢铁坚硬、橡胶柔软、玻璃透明。但超材料却打破了这一传统认识。它的特殊之处,并不在于用了什么新元素,而是在于内部结构经过了人工设计。

  如果把普通材料比作一堵实心砖墙,那么超材料更像是用无数微小“积木”精心搭建起来的立体结构。科学家可以根据需要,在微米甚至纳米尺度设计这些积木的形状、排列方式和间距,让材料获得自然界中原本不存在的特殊性能。这也是超材料名称中“超”的真正含义——不是材料本身神奇,而是结构设计足够巧妙。

超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”

微米级聚合物点阵超材料,可用于冲击减震、声学透镜研究(来源:MIT News)

  那么,超材料为什么能够帮助装备“隐身”?传统隐身材料主要依靠吸收雷达波,减少反射回雷达的能量,就像穿上一件不容易反光的深色外套。而超材料提供了另一种思路,不是简单吸收,而是主动引导。

  可以把电磁波想象成河水。普通物体就像河中的石头,水流撞上后会激起浪花,雷达正是通过接收这些“浪花”发现目标。超材料则像在石头周围修建了一条特殊的引流通道,让电磁波沿着预先设计好的路径绕过目标,再继续向前传播。这样,雷达接收到的反射信号大幅减少,目标就更难被发现。这也是人们常说的“隐身斗篷”原理。

超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”

射线在隐身材料环状区域内的偏转情况示意图

  超材料的应用并不局限于隐身。近年来,各国军队都在积极探索它在多个领域的应用。美国国防高级研究计划局(DARPA)持续开展超材料天线、可重构电磁器件等技术研究,希望提高装备通信和电子战能力;北约一些国家则将超材料用于宽频吸波结构、雷达罩和高性能天线设计,在保证隐身性能的同时提升通信效率。此外,德国科研团队还开展了自适应声学超材料研究,希

超材料:给武器装备披上“魔法斗篷”

超材料依靠改变单元夹角,实现在宽带微波强吸收与高透波两种状态间可逆切换

  望降低车辆、舰艇等装备的噪声特征,提高声学隐身能力。

  目前,超材料仍面临制造成本高、加工精度要求高、宽频隐身能力有限等挑战,距离大规模装备应用还有一定距离。但随着微纳制造、人工智能设计和先进制造技术不断发展,新一代超材料正向轻量化、宽频化、可重构方向快速发展。一些能够根据外界环境自动调整电磁特性的智能超材料,也正在成为国际研究热点。

  未来战场,隐身早已不是单纯降低雷达反射那么简单,而是要同时应对雷达、红外、激光、声学等多种探测手段。未来的超材料,也将从一种吸波材料逐渐发展为能够主动调控电磁波、热辐射甚至声波传播的新型功能材料。从传统隐身涂层到能够设计性能的超材料,人类正一步步把电影中的“魔法斗篷”,变成现实中的装备技术。

  (作者:方政,国防科技大学前沿交叉学科学院;周宇宽,海军工程大学动力工程学院)

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 皇岗口岸将于12日正式开通运行

  • “轨道上的长三角”进度刷新 通苏嘉甬高铁望虞河斜拉桥合龙

独家策划

推荐阅读
巴山蜀水,苍茫山林间,大熊猫安然栖息,川金丝猴、珙桐等同域珍稀动植物共生于此。多年前,栖息地面积缩减一度令大熊猫濒临灭绝;圈养大熊猫也长期面临繁殖难、育幼难等难题,维系大熊猫种群数量极为不易。
2026-10-12 10:09
近年来,河北省唐山市丰南区积极调整农业结构,引导农户发展特色农业,通过“南果北移”“南苗北育”模式,引进优良甘蔗品种种植,促进农业增效农民增收。图为10月11日,唐山市丰南区黄各庄镇宣庄六街的农民在田间收获甘蔗。
2026-10-12 10:08
加拿大外长阿南德也表示,北极在关键矿产、能源、交通等方面拥有巨大潜力,但关键在于要让“当地人受益”。赵隆指出,特朗普2025年重返白宫后美国再度退出《巴黎协定》,加深了其与盟友在气候政策上的分歧。
2026-10-12 10:07
6时30分起,各类等待审核、签发的预报预警材料堆满了陈涛的案头;一个半小时后,全国天气会商准时开始,陈涛快步走上首席预报发言岗位——多方预报意见不断交汇,最终产生预报结论。
2026-10-12 10:07
搭载“蛟龙”号载人潜水器的“深海一号”船近日从福建厦门起航,赴南太平洋执行中国大洋100航次第二航段科学考察,这也是“蛟龙”号首次在南太平洋开展调查作业。
2026-10-10 07:18
日前,中央网信办通报该专项行动第二阶段工作成效,累计清理违法违规信息561万余条,查处账号4.9万余个,处置违规网站、应用程序等2400余个。
2026-10-10 07:16
在台风“扎堆”出现的状态中,有一个“巧合”引起广泛关注:今年第9号台风“巴威”、第13号台风“白海豚”、第18号台风“沙德尔”相继登陆浙江省台州市玉环市坎门街道,上演罕见的台风登陆“帽子戏法”,创下新的华东沿海台风登陆气象纪录。
2026-10-10 07:15
近年来,我国持续强化危险化学品应急救援队伍建设。目前,全国已建成580支、4.1万余人的危险化学品应急救援队伍,国家层面建成45支国家级危险化学品应急救援队伍,基本实现重点化工区域、重大风险点位应急救援力量全覆盖,应急快速响应、就近高效处置能力不断提升。
2026-10-10 07:09
看着货架上让人眼花缭乱的食品,你会怎么挑?相信不少人都会第一时间翻看配料表。事实上,配料表的长短可不是“安全标尺”,并不和食品品质挂钩;同样,食品添加剂的种类繁多,也并不意味着有害和超标——
2026-10-10 07:06
记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系丁世谦团队近日利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光,以及与合作团队共同研制的掺钍-229氟化钙晶体,实现钍-229核跃迁吸收光谱测量,并将激光频率稳定锁定至核跃迁,实现核光钟运行。
2026-10-09 10:02
获嘉县艳阳天农业服务专业合作社理事长徐方子站在试验田的地头,轻点手机屏幕,电动阀应声开启,水肥顺着滴灌管线精准送达每一株玉米根部。从“会种地”到“慧种地”,从中原粮仓到国人餐桌,河南把创新嵌进农业家底里,让老把式用上新技术,让泥土地长出新生意。
2026-10-09 10:03
国家卫生健康委、国家发展改革委近日印发《医疗康复护理扩容提升工程实施方案》。根据方案,“十五五”期间,原则上支持每个省份建设至少1个康复或护理临床重点专科,省级、设区的市级临床重点专科建设向康复、护理专业倾斜。
2026-10-09 10:05
题:新就业形态劳动者权益保障新规回应哪些关切 随着依托互联网平台就业的新就业形态劳动者数量持续增长,新就业形态劳动者权益保障办法将着力保障该群体合法权益,推动新就业形态健康发展。
2026-10-09 10:07
作为区域性的综合农业服务枢纽,现代农事综合服务中心可以统筹农技、农资、农机、加工、物流、销售等服务能力。“十五五”期间,数字乡村、智慧农业既要持续加强技术研发,也要更加重视通过完善的服务体系把数字化、智能化能力送到田间地头。
2026-10-09 10:11
9月24日,江苏苏州太仓市沙溪镇虹桥村连片稻田里,晚稻正值灌浆关键期,预计10月下旬即可开镰秋收。自此,太仓全市366台粮食烘干设备实现清洁热源100%全覆盖,秋粮归仓的“最后一公里”即将全程用上绿能。
2026-10-09 10:14
你知道吗,复杂的电路系统也可以“纺”进柔软的纤维里,编织机器人电子皮肤成为可能。
2026-10-08 09:26
全球河流每年向海洋输送多少微塑料?答案是约26万吨。河流是陆源微塑料进入海洋的重要通道之一,但全球河流一年到底输送了多少微塑料,这些污染又集中在什么时候入海,一直缺少可靠估算。
2026-10-08 09:18
水稻的生长发育涉及不同类型细胞的协同作用。
2026-10-08 09:17
一粒黄豆,如何酿成一瓶“智慧”酱油?一把原丝,怎样织就全球棉纺织行业首座“灯塔工厂”?一颗玉米,又如何扛起粮食安全的分量?
2026-10-08 09:16
在分子的镜像世界里,生命体系的某些关键分子,为何偏爱其中一种模样?
2026-10-08 08:30
加载更多