首屆“中國超材料”高層論壇在滬舉行

　　原標題：首屆“中國超材料”高層論壇探討突破常規功能材料自然極限新途徑 重構“磚頭”攻關“水下無線充電”

　　“我國超材料科研水準已位列全球第一梯隊。”日前在上海海事大學舉行的第一屆“中國超材料”高層論壇上，中國工程院院士、清華大學教授周濟指出，隨著超材料功能的拓展,一些新的超材料將涉及力學、數學、生物學等基礎領域。利用全新的材料構造方法，包括通信、醫療、航空、軍工等行業都將實現更多突破。

　　研究透“人工原子”，也許能創造全新的世界

　　無線充電看似是一個小問題，卻困擾著全球的大科學家們。由於該項技術的缺失，在海裏，水下機器人不得不攜帶著笨重的蓄電池，在電量用完前必須回到岸上插上插頭。

　　“無線充電技術是通過線圈之間産生的磁場來傳輸電能，但磁場能量只在極小範圍記憶體在。”本次論壇執行主席、上海海事大學海洋科學與工程學院副院長范潤華教授説，目前的無線充電技術只能將磁場能量傳輸到20釐米的距離內。要有所突破，須在材料方面尋找途徑。

　　其實，不僅是無線充電，隨著科技的發展，傳統材料的性能越來越趨近於自然極限。因此，探索突破常規功能材料自然極限的新途徑已成為材料科學發展中迫在眉睫的問題。

　　超材料，也許正是答案的來源。如果在充電器的關鍵部位能夠有一種材料類似“擴音器”，那麼磁場的能量就能擴大了。

　　“通過人工方法，重構決定物質性質的基本單元結構獲得我們所期待的性質，這就是超材料。”范潤華説。如果把原子比作“沙子”，那麼“人工原子”就像“磚頭”，通過對“磚頭”結構的重新排列組合，可以建造出具有新功能的“房子”，而且完全是“按需定制”。

　　據悉，目前國際科學界已探究到電磁調控、光調控等功能可通過超材料實現。這一技術也被美國國防部列為“六大顛覆性技術領域”之一。

　　“跨界”融合，或可率先實現局部應用

　　在上海海事大學，超材料對於船舶與海洋工程的應用研究已經開展。以水下無線充電為例，研究證明：將超材料用於水下無線充電裝備，可顯著提高電磁對傳輸效率和傳輸距離。

　　“未來兩三年，或許可實現應用。”范潤華説，一旦水下無線充電成為可能，將極大提高水下機器人等裝備的靈活性、機動性和續航能力。

　　周濟表示，超材料是一個新興交叉學科，由於其具有“按需定制”的特性，這使得材料設計的自由度大幅度提升，而問題的關鍵是要能利用多學科知識，設計出超越自然材料的新型材料。尤其在軍事、民用等領域，人們甚至已經開始研製令物體無法被看見的“隱形斗篷”。

　　與美、日等同樣處於超材料第一梯隊的國家相比，目前我國對於超材料的研究較關注應用層面，原創性的基礎研究有待於進一步加強。對此，周濟認為，超材料作為新興學科，從基礎理論到應用，有很多路徑，但目前相關的工程化應用還處於初期階段。“如同每一個新興學科的發展,它的工程應用和産業價值的展現，需要長期的大量關注和投入，從最初的原理到一項技術，到實驗室的樣品，到上市産品，再形成産業，是一個非常漫長的過程。”周濟説。