高隱身性，是未來第六代戰(zhàn)機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。未來第六代戰(zhàn)機(jī)，大概率會(huì)采用無尾式布局，這有利于減少其雷達(dá)反射截面積，提高隱身性能，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而隱身材料，無疑也是未來提升戰(zhàn)機(jī)隱身能力的一個(gè)重要方向。

高隱身性，是未來第六代戰(zhàn)機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)

超材料，未來戰(zhàn)機(jī)新材料

戰(zhàn)斗機(jī)的隱身，不是說肉眼看不見，而是根據(jù)電磁波的規(guī)律，針對(duì)雷達(dá)的工作原理，設(shè)計(jì)出的具有吸收雷達(dá)波的材料，或者設(shè)計(jì)出消除鏡面反射和角反射的外形，以此來實(shí)現(xiàn)在雷達(dá)屏幕上消失的技術(shù)。目前世界上的隱身飛機(jī)，F(xiàn)-22、F-35都是如此。以當(dāng)今五代機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身所使用的材料來看，主要還是使用隱身涂料材料。在這方面，美國無疑是佼佼者。然而，各國現(xiàn)有的五代機(jī)，它們?cè)趯?shí)現(xiàn)隱身方面下的功夫及其所能達(dá)到的效能并非無懈可擊，傳統(tǒng)的米波雷達(dá)，就是針對(duì)隱身飛的克星。

六代機(jī)使用什么材料，如何選擇，當(dāng)然與其是否具備良好的隱身特性息息相關(guān)，就目前的技術(shù)探索而言，已經(jīng)有一些新技術(shù)成果問世，譬如“超材料”就比較典型，相比F-22這些五代機(jī)使用的材料，超材料是一種更新、更強(qiáng)大的隱身技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)真正的雷達(dá)隱身。

所謂超材料，即新型人工媒質(zhì)，是21世紀(jì)學(xué)術(shù)圈出現(xiàn)的一個(gè)新學(xué)術(shù)名稱，用于描述由兩種或兩種以上的自然媒質(zhì)結(jié)構(gòu)單元按照特定的規(guī)則組合而成的具有亞波長微納結(jié)構(gòu)的人工復(fù)合材料，其電磁響應(yīng)不僅取決于組成媒質(zhì)的固有屬性，而且還由其微納結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸、排列、組合方式等決定。通過有序而合理的設(shè)計(jì)超材料在其結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵物理尺寸，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的任意裁減和對(duì)某些自然規(guī)律的突破，從而獲得自然界固有的普通煤質(zhì)所不具備的超常功能，如負(fù)折射、逆多普勒效應(yīng)、超分辨率成像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定制化電磁功能的需求。通過對(duì)超材料的研究，總結(jié)出其最重要的三個(gè)特征：

相比F-22這些五代機(jī)使用的材料，超材料是一種更新、更強(qiáng)大的隱身技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)真正的雷達(dá)隱身

第一，超材料是由人工亞波長微納結(jié)構(gòu)排列組成的復(fù)合材料，其諧振單元的尺寸遠(yuǎn)小于它的工作波長，使得整體滿足等效媒質(zhì)理論，在宏觀上可以等效成均勻媒質(zhì)；

第二，超材料具有某些自然材料不具備的超常電磁特性，如負(fù)介電常數(shù)、負(fù)磁導(dǎo)率、負(fù)折射率、負(fù)光壓、逆切倫科夫輻射效應(yīng)；

第三，超材料的超常特性不僅決定于形成材料的物質(zhì)的本征性質(zhì)，還決定于其中的電磁諧振器的微納結(jié)構(gòu)、尺寸、排列組合方式等。

作為具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，截止目前而言，超材料已經(jīng)發(fā)展出的“超材料”，包括“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”等。其中，“左手材料”是近年來世界范圍內(nèi)最受關(guān)注的超材料類型?！白笫植牧稀笨梢栽谝欢ǖ念l段下同時(shí)具有負(fù)的磁導(dǎo)率和負(fù)的介電常數(shù)，即可以對(duì)電磁波的傳播形成“負(fù)的折射率”，這意味著什么呢？負(fù)的折射率，意味著該隱身材料不會(huì)讓電磁波反射，但也不是讓電磁波吸收，“負(fù)的折射率”可以引導(dǎo)被物體阻擋的電磁波繞著走，從而實(shí)現(xiàn)完美隱身。有此奇特的功能，這種材料制作而成的隱身蒙皮將可以使未來的六代機(jī)超越F-22，實(shí)現(xiàn)完全的隱身，令反隱身雷達(dá)徹底無計(jì)可施。

實(shí)際上，隨著研究日益深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到單純的左手材料已經(jīng)無法滿足某些應(yīng)用需求，如折射率漸變透鏡、透波隱身技術(shù)等。目前所講的超材料概念所包含的內(nèi)容非常廣泛，可以看作是21世紀(jì)對(duì)新型人工媒質(zhì)一種表述。超材料不僅包括介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)的材料，也包括介電常數(shù)或磁導(dǎo)率單獨(dú)為負(fù)或介于0到1之間的特殊材料，甚至包括、聲子晶體、光子晶體、高阻抗表面、超磁性材料、金屬水、氣凝膠等其他人工電磁結(jié)構(gòu)。超材料不僅僅是一種材料形態(tài)，更代表著一種全新的材料設(shè)計(jì)理念，即逆向設(shè)計(jì)思維，需要什么樣的響應(yīng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的微納結(jié)構(gòu)。

因此，其在衛(wèi)星通信、電磁傳播及探測、生化檢測、功能器件及材料及器件等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。美國國防部部長辦公室把超材料列為“六大顛覆性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域”之一；美國空軍科學(xué)研究辦公室把超材料列入“十大關(guān)鍵領(lǐng)域”之一；美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局把超材料定義為“強(qiáng)力推進(jìn)增長領(lǐng)域”。超材料技術(shù)使美國海、陸、空軍裝備被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)和鎖定的概率大幅下降，獲得壓倒性的不對(duì)稱戰(zhàn)略優(yōu)勢。

目前，超材料包括“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”等

超材料的研究雖然僅有十余年的時(shí)間，但已經(jīng)極大地豐富了新穎材料的設(shè)計(jì)理念，未來發(fā)展在立足現(xiàn)有的研究成果基礎(chǔ)上尋求理論上的突破和結(jié)構(gòu)上的重大創(chuàng)新。目前，超材料在電磁隱身、變換光學(xué)等方面已取得豐碩的研究成果，但自適應(yīng)超材料、量子超材料等還處于萌芽階段。未來，超材料朝著寬頻、可調(diào)、低損、超薄、各向同性的方向健康快速發(fā)展。總之，超材料未來的發(fā)展離不開工藝精度的提高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、新材料的挖掘，其奇異電磁響應(yīng)特性在新型功能電磁器件中有著巨大的應(yīng)用潛力和想象空間。

我國在超材料領(lǐng)域，不輸國外

相比于不少國家相對(duì)分散的發(fā)展模式，中國在超材料領(lǐng)域的發(fā)展模式則更加聚焦和有力。我國已分別在863計(jì)劃、973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、新材料重大專項(xiàng)等項(xiàng)目中對(duì)超材料研究予以立項(xiàng)支持。在電磁黑洞、超材料隱身技術(shù)介質(zhì)基超材料以及聲波負(fù)折射等基礎(chǔ)研究方面，我國企業(yè)取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性成果，并在世界超材料產(chǎn)業(yè)化競爭中占到先機(jī)。曾在美國留學(xué)并在《科學(xué)》雜志發(fā)表關(guān)于新型超材料寬頻帶隱身衣論文的劉若鵬無疑是其中代表。

2010年，以劉若鵬博士為首的5位留學(xué)生團(tuán)隊(duì)回國創(chuàng)辦了深圳光啟。經(jīng)過幾年發(fā)展，該公司已在世界范圍內(nèi)申請(qǐng)超過2800件專利，約占相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的86%，該公司還在創(chuàng)建基于超材料的智慧社區(qū)、無線互聯(lián)、航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化方面走在世界前列，如其全球首條超材料微結(jié)構(gòu)精試線，設(shè)備定制化程度高達(dá)70%，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)2微米的工藝精度。他們還設(shè)計(jì)了超材料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化流程。

2018年3月5日，中央電視臺(tái)播出的《大國重器》節(jié)目第八集首次披露，中國在全世界首次完成超材料量產(chǎn)

以其設(shè)計(jì)的電磁超材料天線為例，運(yùn)用一塊可折疊為筆記本大小的電路板，飛機(jī)、火車、輪船、汽車就能在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)鞭長莫及的偏遠(yuǎn)地方連接衛(wèi)星寬帶上網(wǎng)。不管衛(wèi)星在天空中的哪個(gè)地方，該天線都能追蹤到，不必像傳統(tǒng)的碟形天線一樣總朝一個(gè)方向盯著一顆衛(wèi)星。

此外，為了打破歐美對(duì)超材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的壟斷，我國電磁超材料技術(shù)及制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已經(jīng)審查和報(bào)批了國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁超材料術(shù)語》。這意味著，我國在全球率先制定出超材料領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)我國在超材料技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化起到重要作用，也將對(duì)我國六代機(jī)研究起到重要的促進(jìn)作用。