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并回答“如何构建具有X属性的材料”这一问题

   

  [据DARPA官网2017年11月15日报道]超材料或结构材料类别独特,是一种经过设计的光控材料,由波长或亚波长人工结构基本单元构成。由于超材料内部和表面结构很复杂,因此出现了一些新的特性,其中一些甚至改写了长期以来光和其他电磁波与材料相互作用的“规律”。超材料已经在许多技术领域开辟了控制电磁波的新方式,其中包括成像、热控制和频率转换。具体应用包括夜视、热反射和航空发动机管理,以及在太空极端冷热条件下对卫星电子元器件的温度调节。

  虽然研究人员已将材料投入实际使用,但物质与光线间相互作用的最优结构设计尚未出现。研究人员仍需对材料进行建模,从而预测特定结构材料在不同条件下(如增加光照强度)的表现。为填补知识空白,DARPA于11月15日宣布设立“全新光与物质相互作用“(NLM)项目。该项目旨在发展超材料的理论模型,将当前通过观测超材料取得的认知水平进行拓展,同时实现新功能。

  NLM项目目标是识别材料中的基础模块,以便更好地理解二维和三维结构材料的物理特性,从而形成系统的设计方法,以便利用材料控制电磁波。项目最终目标是为设计师配备严谨的预测模型和设计工具,并回答“如何构建具有X属性的材料”这一问题。

  研究人员从NLM项目中汲取的经验也有可能帮助他们设计出更好的材料。百盛娱乐官网例如,若激光直接照射入眼,就会自动阻止激光的频率。另一个例子是对极高温的管理,例如飞机涡轮发动机中的高温。新型材料可以精确管理发动机高温部位的温度,从而提高效率,降低燃料和维护成本。

  同样,卫星向阳时,表面温度会急剧升高;而背阴时,表面温度又极低。因此,在进行卫星热孔设计时必须控制极端的温度变化。研究人员希望使用超材料/结构材料将太阳热量散发出去。这个问题的解决方法可能利于计算机芯片维持冷却,同时开辟获取电磁能量的新途径。

  NLM项目将分三个阶段展开。第一阶段将开发模型,使其具有预测新现象,并作为设计工具的能力。第二阶段将测试模型的实际效用,识别可用于特殊用途的新材料。第三阶段将确定具体的挑战,将选定的执行者及其各自的关注点和应用与国防部利益相关者的运作需求联系起来。

  DARPA将于2017年11月28日向NLM项目的潜在申请者开放网络申请者日。 (中国航天系统科学与工程研究院 李薇濛 孙棕檀)返回搜狐,查看更多