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。

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。

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。

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）