前沿科技之超材料產(chǎn)生壁虎附著力

掃街

早在1871年，詹姆斯 克拉克 麥克斯韋（James Clerk Maxwell）就預(yù)言，光會施加一種力量，施加到它照射的任何表面上。這種輻射壓力在實驗中發(fā)現(xiàn)，大約是在30年后，一直以來，被作為一種非常重要的力量，現(xiàn)在開發(fā)出一些系統(tǒng)，如太陽帆和激光制冷。
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今天，英國南安普敦大學(xué)（University of Southampton）的約翰張（John Zhang）和同伴們更勝一籌。這些家伙預(yù)測，有一種更為強(qiáng)大的光學(xué)力量可能存在，就在金屬或絕緣板與超材料之間，超材料這種物質(zhì)具有一些光學(xué)性質(zhì)，經(jīng)過工程設(shè)計，用于控制光，這有某種特定的方式。
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, m/ M5 t# }4 H 超材料可以設(shè)計，這樣它們就可以形成微小的電子振蕩，稱為等離子體，就存在于它的表面。這種振蕩是微觀尺度的，屬于納米級，大約相當(dāng)于可見光的波長。

! r4 h4 r' ^' L- {# u 約翰張和合作者指出，如果等離子體形成時，超材料靠近金屬或介質(zhì)表面，那么，這種等離子體就應(yīng)該與其他材料中的電子互動，形成一種共振效應(yīng)，把兩個表面吸引在一起。
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0 e5 g3 n6 I2 C2 t9 [  E 像其他振蕩一樣，等離子體有一種共振頻率。因此，當(dāng)輻射它的光具有恰到好處的頻率時，這種吸引力會特別強(qiáng)。事實上，強(qiáng)度取決于入射光的頻率和強(qiáng)度。

/ [" ^7 @2 ?5 `, Z 他們計算，不僅是這種近場力（near field force）強(qiáng)過其他短程效應(yīng)，如卡西米爾力（Casimir force），而且，它也應(yīng)該比重力更強(qiáng)。“這種近場力可以超過輻射壓力和卡西米爾力，提供一種光控粘附機(jī)制，這就是模仿壁虎的腳趾：光照強(qiáng)度只有數(shù)十個毫微瓦/微米2，就足以克服地球的引力，”他們說。

這是一個非常重要的預(yù)測。這是一個全新的力量，可以打開和關(guān)閉，只需輕彈開關(guān)，經(jīng)制作，可適用于一些材料，但有些材料不適用。

5 X* Z- f6 @" ?6 v 約翰張和同事也指出一些應(yīng)用。比如說，光學(xué)掃描頭涂上超材料，可以攝取和放置納米物體，超材料懸置靠近金屬表面，調(diào)整入射光，可極大地改變材料的寬頻反射。
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事實上，有無數(shù)有趣的應(yīng)用。這些家伙甚至取笑他們的讀者，認(rèn)為一些圖片中的壁虎腳趾，意味著某種蜘蛛俠般的附著力也是有可能的。
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. T5 V9 x) {: J$ T 唯一懸而未決的問題是要找到這種力量。約翰張和同伴清楚地勾勒出一些條件，使這種力可以測量，他們說：“這里所描述的近場電磁力應(yīng)不難觀察到。”
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因此，這件事應(yīng)該是，僅僅幾個星期或幾個月之后，他們就會揭示這種力的第一個證據(jù)。麥克斯韋應(yīng)該會感到驚奇。

一只想飛的貓

僅僅想象就很了不起！