神奇超材料——研究背景、技术演进、产业布局及展望

摘要:超材料是一种通过人工微结构在亚波长尺度内精确调控物理场的复合材料或结构阵列,是近年来由科学界兴起、被工程界广为关注的全新材料构建范式,不仅在宏观上展现出超越传统天然材料的奇异特性,还可实现结构功能一体化。自2010年起,超材料研究已遍布与“波”相关的所有领域,包括电磁、声学、力学、热学和量子等领域,并多次入选《科学》杂志评选的年度十大科技进展,被评为21世纪前十年影响人类的十大科技突破之一。由此衍生的相关技术也已深入各行各业,尤其在无线通信、雷达隐身、减振降噪、热能转换、高精度成像、高灵敏传感等多个领域产生了颠覆性效应。本章沿着超材料发展脉络依次对研究背景、研究进展和前沿动态展开介绍,不仅从发展全局的视角系统论述我国在该领域中的典型成果与国际定位,并且从技术演进和产业布局的角度分析超材料领域的未来发展趋势与重点。