前沿科技之超材料產生壁虎附著力

掃街

早在1871年，詹姆斯 克拉克 麥克斯韋（James Clerk Maxwell）就預言，光會施加一種力量，施加到它照射的任何表面上。這種輻射壓力在實驗中發現，大約是在30年后，一直以來，被作為一種非常重要的力量，現在開發出一些系統，如太陽帆和激光制冷。
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今天，英國南安普敦大學（University of Southampton）的約翰張（John Zhang）和同伴們更勝一籌。這些家伙預測，有一種更為強大的光學力量可能存在，就在金屬或絕緣板與超材料之間，超材料這種物質具有一些光學性質，經過工程設計，用于控制光，這有某種特定的方式。
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5 ^: f* b/ b+ ^- A, n2 R' Y 超材料可以設計，這樣它們就可以形成微小的電子振蕩，稱為等離子體，就存在于它的表面。這種振蕩是微觀尺度的，屬于納米級，大約相當于可見光的波長。
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, q! Z# k$ w8 i0 \8 t1 v( v 約翰張和合作者指出，如果等離子體形成時，超材料靠近金屬或介質表面，那么，這種等離子體就應該與其他材料中的電子互動，形成一種共振效應，把兩個表面吸引在一起。

  e7 i1 a; E9 D; t+ ~3 p+ v: i$ S 像其他振蕩一樣，等離子體有一種共振頻率。因此，當輻射它的光具有恰到好處的頻率時，這種吸引力會特別強。事實上，強度取決于入射光的頻率和強度。

他們計算，不僅是這種近場力（near field force）強過其他短程效應，如卡西米爾力（Casimir force），而且，它也應該比重力更強。“這種近場力可以超過輻射壓力和卡西米爾力，提供一種光控粘附機制，這就是模仿壁虎的腳趾：光照強度只有數十個毫微瓦/微米2，就足以克服地球的引力，”他們說。

這是一個非常重要的預測。這是一個全新的力量，可以打開和關閉，只需輕彈開關，經制作，可適用于一些材料，但有些材料不適用。
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約翰張和同事也指出一些應用。比如說，光學掃描頭涂上超材料，可以攝取和放置納米物體，超材料懸置靠近金屬表面，調整入射光，可極大地改變材料的寬頻反射。

  F7 n8 v4 e* x* i 事實上，有無數有趣的應用。這些家伙甚至取笑他們的讀者，認為一些圖片中的壁虎腳趾，意味著某種蜘蛛俠般的附著力也是有可能的。

唯一懸而未決的問題是要找到這種力量。約翰張和同伴清楚地勾勒出一些條件，使這種力可以測量，他們說：“這里所描述的近場電磁力應不難觀察到。”

因此，這件事應該是，僅僅幾個星期或幾個月之后，他們就會揭示這種力的第一個證據。麥克斯韋應該會感到驚奇。

一只想飛的貓

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