隱形斗篷，曾經被認為是隻存在於《哈利·波特》故事和《星際迷航》中的東西，但在過去十年左右已成為現實。現在，科學家們開發了一種“感覺不到的斗篷”，這種材料可以隱藏其中的物體，使其無法被感覺到或觸控到。研究人員認為，未來這種斗篷可能有助於保護物體免受可能損害它們的碰撞和戳刺。
隱形斗篷的工作原理是平滑地引導光波繞過物體，使波沿著其原始軌跡波動，就像沒有任何東西阻擋它們一樣。科學家們還設計了可以對抗其他型別波的隱形材料——例如，消聲斗篷可以隱藏聲納中使用的聲波。
這種感覺不到的斗篷是一種所謂的五模超材料，它是一種人造結構，儘管是固體，但可以像流體一樣運動；雖然難以壓縮，但其形狀很容易改變。研究人員設計的特定材料是一種三維六邊形晶格，類似於蜂巢，構成該晶格的杆在中部比末端更寬。“這是彈性力學感覺不到的斗篷的第一個實驗例子，也是五模材料展示的第一個應用之一，”猶他大學的數學家格雷姆·米爾頓說，他沒有參與這項研究。
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科學家們在他們打算隱藏的物體周圍建造了斗篷，這是一個剛性的空心圓柱體，它本身可以隱藏任何足夠大的物體。為了同時建立斗篷和圓柱體，研究人員將紅外雷射束照射到一個光敏流體的容器中，在雷射束聚焦的地方使塑膠形狀硬化。由此產生的斗篷由大約 40 微米長、最寬處 10 微米厚的杆組成，圍繞直徑 750 微米、壁厚 125 微米的圓柱體建造。（相比之下，人類頭髮的平均寬度約為 100 微米。）“製造斗篷在物理上具有挑戰性——元件有時可能只有 3.3 到 6.6 微米厚，並且它們的尺寸必須非常精確才能使斗篷工作，因此開發一種製造斗篷的技術是困難的，”該研究的主要作者、德國卡爾斯魯厄理工學院的物理學家蒂莫·比克曼說。科學家們在 6 月 19 日的《自然通訊》網路版上詳細介紹了他們的發現。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
構成斗篷的元件的寬度和長度經過計算，以便它們能夠圍繞並隱藏特定尺寸的被隱形物體，使其免受科學儀器甚至手指的探測。斗篷本質上會圍繞它隱藏的物體變形，使其感覺好像物體不存在一樣；同時，該物體也會免受任何觸碰的影響。“我發現斗篷的效果非常好，這非常令人驚訝，”比克曼說。
當普通的毯子或床墊放在凹凸不平的表面上時，隱藏的凸起有時仍然可以感覺到，“就像漢斯·克里斯蒂安·安徒生的童話故事《豌豆公主》一樣，”比克曼說。相比之下，有了這種新型的感覺不到的斗篷，“讓我非常感興趣的是，為了隱藏物體，人們必須在障礙物上方放置的材料是如此之少，”他說。
感覺不到的斗篷確實有侷限性。例如，斗篷元件的尺寸必須經過專門設計，以匹配斗篷所隱藏的任何物體。此外，雖然感覺不到的斗篷可以隱藏物體免受某些戳刺和探測，但它不能防止所有這些——人們可以用足夠的力量推壓斗篷，使其破裂，並感覺到它隱藏的物體。儘管如此，使物體免受觸控的影響可能會有很多用途，比克曼說。“人們可以在任何需要防止材料受損的情況下使用該技術，例如防止包裹被壓碎，”比克曼說。其他潛在應用可能包括非常薄、輕便、舒適但仍然可以隱藏其下方的岩石或電纜的野營床墊或地毯。