物理学家设计能从各个方向阻挡光线的新材料

新材料能从各个方向阻挡光线

物理学家斯特凡诺·马丁尼亚尼（Stefano Martiniani）设计了一类全新的材料，模糊了有序与混沌之间的界限。被称为“陀螺形态”（gyromorphs）的这些人造超材料，依靠类似晶体的几何结构以及类似液体的随机性，能够在任意角度阻挡光线穿透。

物理学家曾从结构角度认为，他们无法创造出此类混合材料。马丁尼亚尼（Stefano Martiniani）表示：“但这是证据，证明在特定约束条件下，你是可以这样做的。”

“陀螺形态”的工作原理

马丁尼亚尼将“陀螺形态”的无序性比作人群。如果个体静止站立并排成直线，你可以看透人群；但如果他们随机聚集在一起，你就无法看透。但其中也存在秩序：在“陀螺形态”人群中，无论你站在何处，你都会看到在特定距离处有一圈人。

“陀螺形态”属于人造超材料的一种，这是一种结构经过设计、从而具备天然材料中不存在的特性的物质。人造超材料可以控制光、声波或其他波，通常用于智能手机、医学成像与计算机中。

潜在用途

马丁尼亚尼表示，“陀螺形态”可用于制造更节能的光学计算机，这类计算机利用光来处理与存储数据。

为了设计“陀螺形态”，马丁尼亚尼转向了 FReSCo，这是他的实验室开发的一个程序，用于根据研究人员的要求设计分子结构。马丁尼亚尼说：“我们有一个算法，给它设定了一个目标，然后它成功解决了该目标，找到了一个我们未曾预料到的解决方案。这是最理想的发现。”

为何重要

这项研究表明，在特定约束条件下，可以创造出结合有序性与随机性的混合材料，为技术在控制光方面开辟了新的可能性。

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来源（英文）

• sciencenews.org: Light is hard to block from every direction. This physicist found a way
• ign.com: Paper Tiger Review: James Gray's Crime Drama Delivers

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