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书院导师研讨课:Metamaterial and Its Applications
发布时间:2016-04-28        浏览次数:675

4月27日晚,书院一楼举行了主题为“Metamaterial and Its Applications”的研讨课。本次研讨课的主讲人是我校信息科学与技术学院、上海微小卫星工程中心天线专业主任设计师贺连星教授。

“超材料”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料,这是21世纪以来出现的一类新型的人工合成的材料。为了帮助同学们更好的理解,贺老师首先简单地说明了超材料的结构特征,指出超材料的特别之处:它的性质并不像其他常规材料一样由原子的量级决定,而是取决于它的特殊的周期性排列。这种排列是人为可控的,因此突破了某些表观自然规律的限制,使其可以拥有与常规材料、纳米材料等截然不同的性质,如负的介电常数与负的电导率(双负材料),聚焦特性等。

与众不同的性质为超材料的应用带来无限可能,贺老师结合了近期CNS上的文章,为我们讲了几个应用方面。超材料的聚焦特性使其在成像方面有很大潜力,相比于普通的光学成像仪,超材料会使本应衰减的能量重新聚焦,进而形成高分辨率的图像,如果应用在医学成像仪中,由于它的能量低,辐射低,不但成像清晰,对人体的伤害也会很小。超材料的宽频带特征如果应用到天线中,会将天线的体积缩小很多,放在手机中,相同的体积下,可以装更多的超材料天线,因此接收到的信号稳定,快速。如果超材料的介电常数是负的,当光照射到材料表面时,折射光线不会穿过材料,而是在同一个面上折射回去,相当于光会“拐弯”,可以想象,如果人穿上了由超材料做成的衣服,就可以隐身了!当然,在现阶段,只能做到对某些波段的光进行“隐身”,离真正的工程应用还有一段距离。更有意思的是,超材料的介电常数可以人为地进行设计。因此,如果知道了一个物体的介电常数等特征,就可以设计对应的超材料,使光入射后,反射出来的光线变成设计好的特征光线。举个通俗的例子,当丑小鸭披上超材料斗篷时,在我们看来,它可能是美丽的天鹅,这正是贺老师之前的研究成果。

在与同学们提问交流互动的环节,贺教授不仅一一回答了同学们所提出的问题,还对当今世界上互联网应用前景进行了一番评论,并以自己的亲身真实经历鼓励同学们努力学习,积极创新,实干兴邦,用“士不可以不弘毅”来激励我们奋发向上,希望我们不要虚度光阴,让大学生活成为最隽美的回忆。