套件研究人员创建机械隐形斗篷

时间：2021-09-22 08:25:00 来源：

该材料由精确计算的针状元素组成，因此强度以定义的方式取决于位置。（照片：T.Bückmann/套件）

卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员使用超材料开发了一种机械隐形斗篷，可将物体隐藏起来。

在过去的几年中，隐形斗篷因各种感官而被开发出来。物体可能会被光线，热量或声音遮挡。然而，隐藏物体以防被触摸仍然有待完成。现在，KIT科学家已经成功地创建了一个体积，在其中可以隐藏一个物体，使其不会像公主的床垫下的豌豆一样被触摸。现在将结果发表在著名的《自然通讯》杂志上。

魔术师和魔术师通过熟练地运用精神错觉和色情手段使事物消失。相比之下，KIT研究人员使用基于物理定律的隐形斗篷。在过去的几年中，开发了各种隐身斗篷。例如，隐形眼镜可以使物体看起来不可见，而其他物体则可以使热量或声音不受影响地通过。KIT科学家开发的一种全新的隐形斗篷是机械的。它可以防止触摸物体。

隐形斗篷基于由聚合物组成的所谓超材料。其主要性能由特殊结构决定。“我们围绕要隐藏的对象构建结构。在这种结构中，强度以定义的方式取决于位置。”文章的第一作者KIT的TiemoBückmann解释说。“部件的精度与整个装置的尺寸相结合是机械隐形斗篷发展的主要障碍之一。”超材料是具有亚微米精度的结晶材料。它由针形圆锥体组成，其尖端相交。可以精确计算出接触点的大小，以达到所需的机械性能。这样，形成了一种结构，手指或测量仪器无法通过该结构感觉其方式。

机械隐形斗篷：超材料可以保护下侧的物体不被触摸。（照片：电话：Bückmann/套件）

在制作的隐形斗篷中，将坚硬的圆柱体插入底层。任何要隐藏的物体都可以放入其空腔中。如果将较轻的泡沫或多层棉布放置在硬质圆柱体上方，则圆柱体将更难以触摸，但仍可以感觉为一种形式。超材料结构引导触摸手指的力，使圆柱体完全隐藏。“就像汉斯·克里斯蒂安·安徒生的童话中关于公主和豌豆的故事一样。尽管有床垫，公主仍能感觉到豌豆。但是，在使用我们的新材料时，一张床垫足以让公主睡个好觉。”Bückmann解释说。

这种机械隐形斗篷的实现相当复杂。在定义了所需的机械性能之后，将物理基本方程式进行数学反演，以便就超材料的结构得出结论。使用这种方法，可以计划自然界中未遇见的材料。实例是对压力坚硬但对剪切软的固体。为了由聚合物制造，应用了KIT衍生型Nanoscribe的直接激光写入方法。在几毫米的完整样本长度上，它达到了所需的精度。

机械隐形斗篷代表着纯粹的物理基础研究，但由于它允许生产具有自由选择的机械性能的材料，因此可能会在几年后为有趣的应用打开大门。例如非常薄，轻便且仍舒适的露营床垫或地毯，将下面的电缆和管线遮盖起来。

根据巴登-符腾堡州的法律，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）是一家上市公司。它完成了大学的使命和亥姆霍兹协会的国家研究中心的使命。研究活动集中在能源，自然和建筑环境以及社会和技术上，涵盖从基本方面到应用范围的整个范围。KIT拥有大约9400名员工，其中包括6000多名科学和教育领域的员工，以及24500名学生，是欧洲最大的研究和教育机构之一。KIT的工作基于研究，教学和创新的知识三角。

出版物：T. Buckmann等人，“一种由五态超材料制成的弹力机械不可感觉的披风”，《自然通讯》第5期，文章编号：4130; doi：10.1038 / ncomms5130

图像：T.Bückmann/工具包

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