3d打印让你隐身

一种能够使物体在微波光下隐形的“隐形装置”已经用3d打印机制造出来了。
5月09日
通过劳里田螺

美国科学家利用标准3D打印机制造出一种“隐形装置”,可以使物体在微波光下隐形。

3D打印——或者说是基于聚合物的立体光刻制造——给它一个正确的名字3 - d打印机近年来,从制造替代门把手到为面部移植提供模板,该公司多次登上头条。像Makerbot这样的公司已经生产出价格低于1500英镑的高质量3D打印机,人们很容易认为3D打印只是大众的工具。但本月《光学快报》上的一篇论文表明,这项技术也可能对高端科学研究产生影响。

2006年,美国杜克大学的一个研究小组成功地将一个不透明的物体隐形,使其在电磁上无法被特定波长的光探测到。在三年内,他们生产出了一种工作斗篷,能够使周围的物体对微波不可见。现在,来自同一所大学的一个团队又向前迈进了一步。

在Yaroslav Urzhumov的带领下,杜克大学的研究人员已经生产出一种微波x波段隐身装置,完全使用3D打印制造。该技术包括通过引导喷嘴沿着预先设定的路径,在材料(通常是聚合物)上铺设薄层,逐渐建立一个三维物体。乌尔朱莫夫的隐形装置就像一个有很多洞的飞盘,被隐形的物体被放置在圆盘中心的大洞里。

3D打印斗篷是一种转换光学(TO)材料;TOs结构严谨,带有特定的孔和凹槽,可以引导和偏转物体周围的光线。一个被照亮的物体通常可以通过两种方式来识别——通过阴影的存在,或者检测从物体表面散射的光。但是,当像这种3D斗篷一样的TO物体被特定波长(~3厘米)的光照射时,它们就不会显示出这些特性——TO可以完全消除反射(散射)和阴影,所以斗篷和物体结合起来就像空白的空间。

以前的隐形设备使用昂贵和奇异的材料,包括金属成分,或者需要浸泡在液体中以掩盖特定波长的光。而在微波领域,由于生产to材料需要严格的几何形状,研究人员只能掩盖小物体。

但利用先进的数学模型,乌尔朱莫夫和他的团队确定了偏转微波以掩盖更大物体所需的洞的位置、大小和形状。然后,该团队利用这些数据,使用标准材料和3D打印机,以低成本设计和生产了一个完整的盾牌。该装置花了7个小时来“打印”,由于其新颖的设计,可以掩盖金属圆柱体的存在,而金属圆柱体的厚度是隐形装置本身厚度的6倍。

研究小组表示,在不久的将来,他们将能够改进隐形设备的设计,使其可以在更宽的波长范围内工作,甚至可以在可见光的短波长范围内工作。但让物体肉眼看不见绝非易事。第一步是确定一种对可见光透明的材料,并用它来制造一件斗篷来隐藏物体。第二步是找到一种足够精确的印刷技术,以制造出更小的孔来偏转可见光。乌尔朱莫夫认为,答案可能在于纳米技术,可以在小范围内精确地构建材料。因此,也许有一天,你可以在自己舒适的创客空间(或棚屋)里制作自己的隐形斗篷。

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