走出实验室走向真实产品,正在落地的超材料技术
超材料技术如今已经走出实验室阶段,开始在实际产品中落地。近期,各主要国家、企业和研究机构正加快推进基于超材料技术的商业化竞争,力图将其转化为高性能、超轻量产品。
最先取得成果的领域是光学和显示。哈佛大学 Federico Capasso 教授团队开发出基于超材料的平面型透镜,并于2021年成功实现“超透镜(Metalenz)”的商业化。与传统透镜相比,该产品更薄、精度更高,正被迅速应用于智能手机和扩展现实(XR)设备的高性能光学部件。
在通信领域,美国企业 Kymeta 处于领先地位。该公司开发了用于卫星通信的平板超材料天线,并于2024年推出了用于海上通信的超薄卫星天线,正在扩大其在军用和民用宽带通信市场的影响力。
在自动驾驶与感知领域,Lumotive 通过开发基于超材料的激光雷达(LiDAR)系统而备受关注。该系统无需机械旋转即可精确控制光的传播方向,被业界视为下一代三维感知技术。
在声学与噪声控制领域,欧洲初创企业 Metasonixx 于2021年开发出轻量化隔音超材料面板,并将其应用于兼具通风功能和降噪性能的窗式百叶产品,实现商业化。该技术于2024年荣获英国物理学会颁发的商业创新奖。
瑞士企业 Multiwave Technologies 与法国艾克斯-马赛大学合作,开发出基于超材料的磁共振成像(MRI)线圈,近期正推动利用该技术实现小型便携式磁共振成像扫描仪的商业化。
中国以通信和国防领域为中心,在政府主导下持续进行大规模投资。目前正重点研发面向第六代移动通信(6G)和卫星网络的基站及手机用超材料天线,同时也在并行推进为获取隐身技术而开发的电磁波吸收与屏蔽材料,例如雷达吸波体等。
韩国在超材料的实际生产和制造技术方面展现出优势。Noh Junseok 领导的浦项工科大学教授团队,利用半导体工艺掌握了超透镜的量产技术,为以低于传统折射透镜的成本大规模生产高性能透镜奠定了基础。
Noh 教授表示:“要实现创新技术的商业化,制造环节的创新必不可少。”他还称:“超材料正被视为继半导体之后的核心技术,韩国国内也需要为扩大其产业应用付出更多努力。”
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