在風(fēng)靡全球的暢銷小說《哈利?波特》中，主人公哈利?波特每次遇到緊急情況，都會披上一件“隱形斗篷”，瞬間遁形，羨煞無數(shù)讀者和觀眾，他們還將這件隱形斗篷選為“最想要擁有”的魔法寶物。最近，美國杜克大學(xué)的研究小組揭開了一款現(xiàn)實版隱形斗篷的神秘面紗，他們利用新款隱形斗篷實現(xiàn)了物體的完美遁形──實驗中，他們成功讓一個幾厘米的圓柱體在微波環(huán)境下實現(xiàn)隱形。這個發(fā)現(xiàn)也許會讓隱形斗篷這種原本僅存在于科幻小說和電影中的神奇魔法，出現(xiàn)在真實世界中。
扭曲光線實現(xiàn)視覺隱形
隱形斗篷利用的是光學(xué)折射原理──人類之所以能看到形形色色的物體，是因為光線投射在這些物體上，再反射映入眼睛。而隱形斗篷的材質(zhì)能擾亂光線和物體之間的折射，從而達(dá)到物體隱形的效果。
早在2008年，美國加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)部首席研究員和納米科學(xué)工程研究中心主任張翔就帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊，利用硅納米原料制造出了一種隱形斗篷。在這種隱形斗篷的覆蓋下，普通的光學(xué)檢測無法發(fā)現(xiàn)放在斗篷下的物品。
張翔的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料具備隱身功能的重點在于其特殊的結(jié)構(gòu)──他們用銀、鎂這些常見金屬的氟化物構(gòu)成網(wǎng)狀材料，再將多孔氧化鋁生成的納米銀線穿插在其中，這樣形成的復(fù)合材料會改變光線的方向。這也是天然物質(zhì)不可能具備的特性。
盡管美軍也研制了隱形戰(zhàn)機(jī)，但它表面的復(fù)合金屬只能在無線電波中隱形，并非在視覺上看不見，而張翔的研究團(tuán)隊研制隱身斗篷所采用的絕緣材料則是透明的，這就有可能在視覺上隱形。
2010年，英國和德國研究人員創(chuàng)造出了第一片極其微小的隱形斗篷。這個斗篷可彎曲光波，讓物體從各種角度看起來都仿佛消失不見。研究人員樂觀估計，較大尺寸的哈利?波特隱形斗篷，可能10年內(nèi)就能成真，這使得擁有一襲哈利?波特式隱形斗篷的夢想不再遙不可及。
英、德兩國的研究人員用結(jié)構(gòu)如同木材堆的光子晶體制造出一種可彎曲光波的新材料。這種材料覆蓋在黃金表面的微小凸起上時，可制造讓凸起消失的視覺假象。不過這片隱形斗篷很小，僅長約0.000102厘米，寬約0.000127厘米。
“這就像把一小塊物品藏在毯子下，只不過這個毯子也消失不見。”這項計劃的研究人員尼古拉斯?斯坦格說，蓋上這塊隱形斗篷后，“我們通過鏡頭觀察并用光譜學(xué)分析，不論從哪個角度看，都看不到東西，這個凸起消失不見。”這項計劃的主持人托爾嘎?艾爾金表示，用這項技術(shù)使大件物體隱形，沒理由做不到。
三維隱形讓物體遁形
許多早期隱形斗篷僅能讓物體在肉眼看不到的光所屬的波長范圍內(nèi)遁形，而其他類似技術(shù)也只能隱藏微小物體。2011年，美國與新加坡科學(xué)家組成的一個研究小組在隱形斗篷的研制上邁出了新的一步。由美國麻省理工學(xué)院與新加坡─麻省理工學(xué)院科研中心的科學(xué)家聯(lián)合研制的新產(chǎn)品在可見光下也能遁形，還可以使肉眼能看到的相對大的物體消失于無形。
這套隱形斗篷是用價格低廉、容易獲得的方解石晶體以特定配置組合而成。方解石是一種具有高度各向異性的物質(zhì)，也就是說，利用兩塊不同的方解石，研究人員便可以將光折射到置于兩塊方解石晶體之間的固體周圍。
麻省理工學(xué)院的喬治?巴巴斯塔蒂斯參與研制了這款系統(tǒng)。他說：“這種情況下組裝的方解石晶體之間存在楔形空隙。按照我們的構(gòu)想，無論你將什么東西放在這個空隙下面，從外面都看不到。”不過，這種隱形斗篷仍存在許多缺陷，例如，它只有在綠光下性能才最佳，這是因為方解石僅能折射有限范圍波長的光，同時人眼對綠色最為敏感。