超材料
超材料1
1.什么是超材料
3.隐身技术
什么是超材料？
什么是超材料？
• “超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然 材料所不具备的超常物理性质的复合材料[1] 。“超材料”（Metamaterial） 是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而 且这些性质主要来自人工的特殊结构[1] 。 超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设 计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料的设 计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然 界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计 和开发带入一个崭新的天地[1] 。 典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”[1] 、“金 属水”。
6、光操纵材料
• 6、光操纵材料 光操纵超材料的纳米结构能够以特定的方式对光 线进行散射，它或许真的可以让物体隐形。根据 制作方式和材料的不同，超材料还能散射微波、 无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上，任 何一种电磁频谱都能被超材料所控制。
超材料在隐形方面的应用
• 视频
隐形斗篷
• 斯坦福大学的团队设计了一种新型的 超材料，其结构优势允许材料有效处 理多种颜色下的电场和磁场。材料中 使用到的技术叫做“保角变换”（又 称保角映射），根据材料的属性，可 以把一个二维材料“折叠”成一个三 维纳米级的对象，形状就像一弯新月， 但是保留了那些光的原始性质。 新的斯坦福超材料由一个三维周期性 阵列组成，来源于三种人工的纳米粒 子。进入到可见光的时候，材料会显 示出负折射指数（光会朝着相反的方 向折射）的特性，比如可以把蓝色变 成红色。实验的结果证明，除了那些 非常极端的可见光谱，一般的光谱都 可以成功进行负折射。 经过后续的一些调整处理后，这个材 料将会对整个可见光谱的作用非常大， 斯坦福大学表示，基于这个原理某一 天制造真正的隐形斗篷将是非常容易 的。
超材料简介课件
日期:•超材料概述•超材料的发现与发展•超材料的制备方法•超材料的用途与性能目•超材料的应用领域•超材料的研究挑战与展望录超材料概述01它是一种具有特殊物理性能的新型材料，其性能可随其组成和结构的变化而改变。
超材料的设计和制造方法可以包括纳米技术、微电子技术、化学合成等。
超材料是一种人造的复合材料，其性能和功能远超过其基本成分。
超材料具有超常的物理性能，例如超导性、超透性、超强度等。
超材料的特性与其组成和结构密切相关，可以通过调整其组成和结构来优化其性能。
超材料的设计和制造需要精确控制其微观结构和性能，因此需要高精度的制造技术和先进的测试方法。
子超材料等。
根据其功能和应用领域，超材料可分为电磁超材料、光学超材料、机械超材料等。
超材料还可以根据其制造方法分为纳米超材料、微米超材料等。
超材料的发现与发展02天然材料人类最早使用的材料是天然材料，如木材、石头、金属等。
这些材料是由自然界中的元素和化合物组成。
人造材料随着科技的发展，人类开始制造出各种人造材料，如塑料、玻璃、陶瓷等。
这些材料是由人类通过化学反应和加工技术合成的。
超材料的起源超材料是一种新型的材料，它不同于传统的天然材料和人造材料。
超材料是由人类通过设计和制造，具有超常的物理性能和功能的一种材料。
超材料的设计和制造需要高水平的科技和工程能力。
超材料的起源超材料的定义01超材料是一种具有超常物理性能和功能的新型材料。
它由人类通过设计和制造，具有超常的物理性能和功能的一种材料。
超材料的设计和制造需要高水平的科技和工程能力。
超材料的分类02超材料可以根据其物理性能和功能的不同进行分类。
常见的超材料包括左手性材料、右手性材料、超导材料等。
这些不同类型的超材料具有不同的物理性能和功能。
超材料的制备方法03超材料的制备方法包括薄膜沉积、纳米加工、3D打印等技术。
这些技术可以制造出具有特定物理性能和功能的超材料。
超材料与新一代信息技术相结合，可以开发出更多具有创新应用场景的材料。
超材料
超材料——过去十年中人类最重大的十项科技突破之一狭义上超材料即指电磁超材料,电磁超材料具有超越自然界材料电磁响应极限的特性,能够实现对电磁波传播的人为设计、任意控制。
目前该材料被应用在定向辐射高性能天线、电磁隐身、空间通信、探测技术和新型太赫兹波段功能器件等方面。
看好电磁超材料在军工、通信和智能结构等方面的应用前景电磁超材料在军工领域的应用比较广泛,目前已应用的超材料产品包括超材料智能蒙皮、超材料雷达天线、吸波材料、电子对抗雷达、超材料通讯天线、无人机雷达、声学隐身技术等。
通信领域电磁超材料最具应用前景的就是无线Wi-fi网络,目前光启已进入该领域。
电磁超材料在智能结构中的应用主要有两类:地面行进装备用智能结构和可穿戴式超材料智能结构。
智能结构用电磁超材料的市场前景非常广阔A股超材料主题相关上市公司主要包括:国民技术(300077)、龙生股份(002625)、鹏博士(600804)和鹏欣资源(600490)等,建议重点关注国民技术、鹏博士和鹏欣资源。
超材料“Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。
拉丁语“meta-”，可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。
对于metamaterial一词，目前尚未有一个严格的、权威的定义，各种不同的文献上给出的定义也各不相同。
但一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。
迄今发展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”等。
“左手材料”是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。
近一两年来“左手材料”引起了学术界的广泛关注，曾被美国《科学》杂志评为2003年的"年度十大科学突破"之一。
1原理超材料的应用与原有的材料制备有很大的区别，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是逆向设计，根据针对电磁波的具体应用需求，制造出具有相应功能的材料。
超材料的特性和应用。
超材料的特性和应用。
具体整理如下：1、超材料是什么？起初对于超材料的研究是负折射率超材料，1968 年前苏联科学家Veselago 首次提出同时具有负介电常数和负磁导率的材料概念，并预测利用这些材料可以实现负折射、逆多普勒等效应。
由于介电常数和磁导率同时为负时，电场E、磁场H 和波矢k 的关系不再符合右手螺旋定则，而是满足左手定则，因此这种材料又称为“左手材料”，但这些特征在自然材料中并不存在。
直到1996 年和1999 年，英国科学家Pendry 等人设计了周期排布的金属细线结构和开口谐振环（SRR）结构，并证明可以分别实现负等效介电常数和负磁导率，自此引入了超材料的概念。
“超材料”一词最初由Rodger M. Walser 教授提出，用来形容自然界不存在的、人工制造的、三维的、具有周期性结构的复合材料。
超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工材料，超材料通过围绕的微米/纳米级图案或结构设计，使它们以自然界中不存在的方式与光或其他形式的能量相互作用，典型的超材料有左手材料、光子晶体、超磁性材料、金属水等。
超材料通常与纳米技术相关联，因为在光学应用里重复的单元结构是以纳米为单位的。
创造超材料可能只有通过纳米技术才能实现。
未来随着纳米技术在未来几十年的进步，将会解锁更多新的超材料并降低其制造成本。
2、超材料的特性①超材料是人工设计与制造的材料而不是天然存在的材料；②超材料是一种复合型或混杂型材料,而不是单一的或纯净的材料；③超材料所呈现的物理性能是超常态的，非自然材料所有的，如负折射率、负磁导率、负介电常数、逆多普勒效应；④可以通过改变材料的基本单元结构、形状、方向、排列等物理特性，使超材料可对光波、电磁波和声波实施有效的操控；3、超材料的种类•电磁超材料•声学超材料•机械超材料•热学超材料4、超材料的应用场景•超透镜超透镜是一种二维平面透镜结构，是由超表面聚焦光的光学元件制成。
被誉为2019年十大新兴技术之一。
超材料(metamaterials)
在一个各向同性的物质中可写成：
k2 2 n2
c2
如果我们不考虑损耗，认为和 都是实数，则如果和 同时反号则对于这种关系没有影响。
“逆行波”
电磁波传播的能量是由坡印亭矢量表示
S c EH
4
在一般的材料中，S与波矢k具有共同的方向，即电磁波 的能量传输方向与相位传输方向相同
Infiltrating PLZT precursor into the voids of the colloid crystal and drying
PLZT precursor gel infilled polystyrene microspheres
Sintering
Ceramic PLZT inversed OPAL
“超材料”设计路线
基本原理
研究方法
设计空间
已有材料
半导体超晶格 光子晶体 “左手材料” 超磁性材料 声子晶体与声学超结构 有序天线基板 。。。。。
实例：“超磁性”材料
光子晶体
什么是光子晶体？
几个基本概念
光子能带：电磁波在由不同介电材料组成的周期
性的结构中传播时，同半导体中的电子一样，也会形 成能带结构--光子能带。 光子能隙：光子能带之间可能没有重叠，这样，也会 形成同半导体一样的能隙--光子能隙。频率落在光子 能隙中的电磁波是禁止传播的。 光子晶体：具有光子能隙的介电材料构成的周期结构
基本设计思想
通过各种层次的有序结构实现对各种物理量的调制，从而 获得自然界中在该层次上无序或无结构的材料所不具备的 物理性质。
自然界中物质的有序主要存在于原子层次－－原子的有序 排列形成晶体，进而产生一些无定型态所不具备的物理特 征。
依此类比，在其它层次上的有序排列则可能获得一定程度 的自然界中的材料所不具备的物理性质。
超材料是什么
超材料是什么超材料，顾名思义，是一种具有超常规性能的材料。
它们可以在某些方面表现出特殊的性质，例如负折射率、负抗性、负热膨胀等。
这些特性使得超材料在光学、声学、热学等领域具有广泛的应用前景。
超材料最早是在20世纪90年代由英国物理学家约翰·潘德里格斯和大卫·史密斯提出的。
他们提出了一种新型材料，这种材料具有负折射率，即光在这种材料中传播时会出现反常的折射现象。
这一概念引起了科学界的广泛关注，也开启了超材料研究的新篇章。
超材料的特殊性质源于其微观结构的设计和调控。
通常情况下，超材料由人工制备的微纳结构组成，这些结构的尺寸远小于光波长或声波波长，因此可以表现出与自然材料不同的性质。
通过合理设计这些微纳结构的形状、尺寸和排列方式，可以实现对光、声、热等波的控制，从而实现超材料的特殊功能。
超材料在光学领域的应用是最为广泛的。
由于其负折射率的特性，超材料可以制备出折射率为零的透镜，这种透镜可以消除球面像差，实现超高分辨率的成像。
此外，超材料还可以用于制备超透镜，实现超分辨率成像，甚至可以突破衍射极限，实现纳米尺度的成像。
除了光学领域，超材料在声学和热学领域也有着重要的应用。
在声学领域，超材料可以实现声波的负折射率和声波的透镜效应，从而可以用于声波成像和声波隔离。
在热学领域，超材料可以实现负热膨胀和热传导的控制，可以用于制备热辐射控制材料和热绝缘材料。
总的来说，超材料是一种具有特殊性质的材料，它们可以通过微观结构的设计和调控实现对光、声、热等波的控制，具有广泛的应用前景。
随着超材料研究的不断深入和发展，相信它们将会在各个领域展现出更多令人惊奇的应用。
超材料简介
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1.2超材料的分类
（1）左手材料 （2）光子材料
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二.左手材料
2.1左手材料的概念
左手材料”是指一种介电常数和磁导率同时为负值的材料。电磁波在 其传播时，波矢k、电场E和磁场H之间的关系符合左手定律，因此称 之为“左手材料”
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在生物界中，也不乏光子晶体的踪影。以花 间飞舞的蝴蝶为例，其翅膀上的斑斓色彩， 其实是鳞粉上排列整齐的次微米结构，选择 性反射日光的结果.
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3.2光子晶体的原理
晶体内部的原子是周期性有序排列的，这种周 期势场的存在，使运动的电子受到周期势场的布拉 格散射，从而形成能带结构，带与带之间可能存在 带隙。电子波的能量如果落在带隙中，就无法继续 传播。
1.2.2超材料可吸收所有光线 “当光线打击材料介质时会出现三种情况：光线被反射，比如光线照
射镜面时；光线被传播，比如光线照射在玻璃窗户上时；最后一种情 况就是光线被吸收并转换成热量。这种最新设计的超材料可以确保光 线既不被反射，也不在其中传播，而是将光线完全吸收转换成热量
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1.2.3超材料用于3D显示 光从“超材料”制造的空心光纤投射下来，周围的光绕着管道改变方
操纵光的折射率并且完全控制光在空气中的传播。最新研究证明，光 （电磁波）能通过人造媒介，从A点无任何相变地传播到B点，好像该 传播媒介完全在空气中消失一样
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（2）科学家们将正折射率和负折射率结合在一起，实现了对光子相 位的精确控制。自然界中所有已知材料的折射率均为正。科学家们通 过对这些人造亚波长的纳米结构进行蚀刻，实现了对光传播的控制， 使该媒介中出现了一个负折射率。科学家们接着将该折射率为负的媒 介同一个折射率为正的媒介串联在一起，使得最终得到的纳米结构表 现得好似其折射率为零。
超材料是什么
超材料是什么超材料是一种具有特殊功能和性质的人工合成材料。
它们通过设计和调控微观结构以及组成材料的元素或物质，能够突破传统材料在光学、声学、热学和电磁学等方面的限制，表现出非常优异的性能。
超材料的设计和制备基于对光或电磁波在微观尺度下的行为的理解。
通过调控材料的结构和成分，超材料能够表现出一些常规材料所不具备的特殊性质，如负折射、透明性、隐身性和超光学超声学效应等。
这些特性使超材料在许多领域具有巨大的应用潜力。
在光学领域，超材料可以被用来制造超透镜和光学限制器。
超透镜是一种能够聚焦光线到小于其波长的点的材料，突破了传统透镜的折射极限。
光学限制器能够选择性地控制光波的传播方向，使其只能在特定的角度范围内通过。
这些应用对于实现更高效的光通信和传感器技术具有重要意义。
在声学领域，超材料的负羽毛效应和声波引导能力使其成为制造声波滤波器和声学透镜的理想材料。
负羽毛效应指的是材料对特定频率的声波呈现出反常的敏感性，使得在该频率范围内声波的传播速度比真空中的声速更快。
这为声波的控制和调控提供了新的途径。
在热学领域，超材料可以用于制造热辐射调控材料，实现对热辐射的控制和操纵。
热辐射调控材料能够选择性地吸收、反射和透射热辐射，实现对热能的高效转换和利用，具有广泛的应用前景，如太阳能电池板、热多级器和热光伏设备等。
在电磁学领域，超材料可以用于制造隐身材料和超级吸波材料。
隐身材料可以通过改变电磁波的传播路径和散射特性，消除或减小材料对电磁波的反射和散射，实现对雷达探测的干扰和抵抗。
超级吸波材料能够有效吸收来自不同频率、不同入射角的电磁波，减少电磁辐射对周围环境和人体的影响。
综上所述，超材料是一种具有特殊功能和性质的人工合成材料，通过调控微观结构和组成材料的元素或物质，能够实现对光学、声学、热学和电磁学等方面的控制和调控。
超材料的发展和应用将极大地推动科学技术的进步，并为解决许多现实问题提供新的思路和方法。
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超材料——过去十年中人类最重大的十项科技突破之一狭义上超材料即指电磁超材料,电磁超材料具有超越自然界材料电磁响应极限的特性,能够实现对电磁波传播的人为设计、任意控制。
目前该材料被应用在定向辐射高性能天线、电磁隐身、空间通信、探测技术和新型太赫兹波段功能器件等方面。
看好电磁超材料在军工、通信和智能结构等方面的应用前景电磁超材料在军工领域的应用比较广泛,目前已应用的超材料产品包括超材料智能蒙皮、超材料雷达天线、吸波材料、电子对抗雷达、超材料通讯天线、无人机雷达、声学隐身技术等。
通信领域电磁超材料最具应用前景的就是无线Wi-fi网络,目前光启已进入该领域。
电磁超材料在智能结构中的应用主要有两类:地面行进装备用智能结构和可穿戴式超材料智能结构。
智能结构用电磁超材料的市场前景非常广阔超材料主题相关主要包括:(300077)、龙生股份(002625)、(600804)和(600490)等,建议重点关注国民技术、鹏博士和鹏欣资源。
超材料“Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。
拉丁语“meta-”，可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。
对于metamaterial一词，目前尚未有一个严格的、权威的定义，各种不同的文献上给出的定义也各不相同。
但一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。
迄今发展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”等。
“左手材料”是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。
近一两年来“左手材料”引起了学术界的广泛关注，曾被美国杂志评为2003年的"年度十大科学突破"之一。
原理超材料的应用与原有的材料制备有很大的区别，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是逆向设计，根据针对电磁波的具体应用需求，制造出具有相应功能的材料。
2特征metamaterial重要的三个重要特征：（1）metamaterial通常是具有新奇人工结构的复合材料；（2）metamaterial具有超常的物理性质（往往是的材料中所不具备的）；（3）metamaterial性质往往不主要决定与构成材料的本征性质，而决定于其中的人工结构。
3隐形功能具有讽刺意味的是，超材料曾被认为是不可能存在的，因为它违反了光学定律。
然而，2006年，北卡罗来纳州的（Duke University）和（Imperial College）的研究者成功挑战传统概念，使用超材料让一个物体在微波射线下隐形。
尽管仍有许多难关需要克服，但我们有史以来头一次拥有了能使普通物体隐形的方案（五角大楼的国防高级研究计划署[The Pentagon’s Defense Advanced Research Project Agency，DARPA]资助了这一研究）。
4制造研究超材料获得不同波长的光线被特殊波导捕获形成彩虹从metamaterial的定义中可以看出，超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料。
因此，早期的“超材料”研究与材料科学无缘。
无论是左手材料还是，最早开展研究的都是物理学家，而此后由于可能的应用，一些电子科学家进入了这一领域。
事实上，要获得理想的“超材料”，“材料”的选择是至关重要的。
对于光子晶体材料，人们在实验上长期追求的目标是实现光频段的完全光子带隙。
科学家选择了作为介电背景，银在可见光范围的折射率在左右，且有很好的透光性。
利用化学过程将银引入到聚乙烯微球晶体，结果获得了具有接近完全带隙的光子晶体。
利用材料科学的原理，把各种功能材料引入“超材料”系统，有可能获得具有新功能的超材料或器件。
生产制造不同波长的光线能够被特殊波导的不同位置捕获，形成彩虹美国与中国台湾科学家利用已广为光学工业界接受的斜角沉积(oblique angle deposition, OAD)技术为基础，发展出一项可以大规模生产光学超材料(metamaterial)的技术。
该小组以伯这种技术在硅基板上制作银纳米柱(nanorod)构成的薄膜，该薄膜能以特殊的方式操控光，在光电产业上具有广泛的应用。
超材料引起了不少研究兴趣，主要是因为它具有制作隐形斗蓬(invisible cloak)及超级透镜(superlens)的潜力。
然而，截至目前制作出来的超材料只能在有限的频率范围内工作，而且很难大量生产。
为克服这个问题，的任贻均(Yi-Jun Jen)等人采用了斜角沉积法来制作超材料。
斜角沉积法顾名思义是在真空中以倾斜角度将薄膜材料沉积在基板上。
任贻均等人先以电子轰击银块材使其气化，然后让银蒸气沉积在2英寸厚的硅基板上，通过调整基板的倾斜角度，让银在自我遮蔽效应(self-shadowing effect)作用下，优先朝蒸气注入的方向生长成纳米柱。
长成的银薄膜厚240 nm，银纳米柱长650 nm、宽80 nm，并与基板法线夹66度角。
研究人员以波长介于300至850 nm的光照射样品以测量其光学特性，结果发现在波长介于532至690 nm间会产生负折射，而理论上该系统在可见光波段(380-750 nm)都会产生负折射。
宾州州立大学的Akhlesh Lakhtakia表示，虽然其它团队也曾制作这类薄膜，但从未有人采用双轴介电-磁性材料(biaxial cielectric-magnetic material)。
他指出，由于斜角沉积法是一种平面技术，它应该能轻易地与微电子制程整合。
该团队接下来将研究薄膜形貌的影响，并开始研发层状结构以降低能量的衰减。
[1]5应用研究零折射率超材料一个国际科研团队研制出了一种新的光纳米结构，使科学家能操纵光的折射率并且完全控制光在空气中的传播。
最新研究证明，光（电磁波）能通过人造媒介，从A点无任何相变地传播到B点，好像该传播媒介完全在空气中消失一样。
这是科学家首次在芯片规模和红外线波长上实现同相传递和零折射率[2]。
该研究由美国哥伦比亚大学机械工程系副教授王琪薇（音译）和电子工程系博士候选人瑟尔达·可卡曼领导，他们同英国伦敦大学学院、美国能源部布鲁克海文国家实验室以及新加坡微电子研究所的科学家携手完成了这项研究。
科学家们将正折射率和负折射率结合在一起，实现了对光子相位的精确控制。
自然界中所有已知材料的折射率均为正。
科学家们通过对这些人造亚波长的纳米结构进行蚀刻，实现了对光传播的控制，使该媒介中出现了一个负折射率。
科学家们接着将该折射率为负的媒介同一个折射率为正的媒介串联在一起，使得最终得到的纳米结构表现得好似其折射率为零。
最新研究甚至也为我们提供了一种潜在的方法，让我们能包裹或隐藏物体。
超材料可吸收所有光线来自美国波士顿学院和的科学家研究小组研制出一种高效超材料(metamaterial)，能够吸收所有到达其表面的光线，达到光线完全吸收的科学标准。
这项研究报告发表在2008年6月出版的《隐身衣技术需要超材料物理评论快报》上。
波士顿学院物理学家威利·J·帕迪利亚说，“当光线打击材料介质时会出现三种情况：光线被反射，比如光线照射镜面时；光线被传播，比如光线照射在玻璃窗户上时；最后一种情况就是光线被吸收并转换成热量。
这种最新设计的超材料可以确保光线既不被反射，也不在其中传播，而是将光线完全吸收转换成热量。
我们设计的超材料具有特殊的频率可以吸收所有打击在其表面上的。
”该研究小组除帕迪利亚之外，还包括波士顿学院研究员内森·I·兰迪和杜克大学大卫·R·史密教授、研究员索基·萨吉伊格比和杰克·J·莫克。
研究小组基于之前用于设计共鸣器的作用场，用计算机模拟实现了和结合在一起能够成功吸收所有放射光线。
由于这种超材料成份可以分别吸收电磁波的电场和磁场，从而可以较高地吸收窄频范围的光线。
帕迪利亚称，这种超材料第一次示范了对光线的完全吸收，它不同于独立建造于金属元件的传统吸收材料，现使该材料更加柔韧，适合应用于收集和探测光线。
超材料的设计赋予其新的特征，突破了它本身的物理成份限制，能够依据光线放射程度进行“剪裁定制”。
由于该材料的设计基于几何等级，这种超材料可以应用于相当数量的电磁光谱。
超材料用于3D显示“超材料”（以介质为代表的新型人工电磁介质）使用复合谐振，可以使光在任何方向上弯曲；通过使周围的光改变方向，很有可能覆盖他们视觉以内的空间范围。
如今数学家已经给出了一幅蓝图，空心光纤内铸入“超材料”制造出有覆层的管道，每个这种管道可以掩盖从平面象素阵列过来的光，可以进行3-D显示。
在3-D中对微小覆层管道的排列，除了发光的一端，从平面象素阵列过来的光可以通过光纤而不被看到，这就好像光是浮在空中一样。
“光通过一个物体的一端，看着它在管道中消失，却在另一端重新看见光”，罗彻斯特大学研究“超材料”的教授Greenleaf介绍说。
根据研究者的介绍，在3-D显示中采用这种原理，要求光从象素的平面阵列中通过光纤到达它们应在的空间位置上。
光从“超材料”制造的空心光纤投射下来，周围的光绕着管道改变方向，使这些光不可见。
另一方面，从象素的平面阵列过来的光，不可见地通过每根光纤，在三维空间的特定位置上发光。
通过在空间中对数以千计这种象素的排列，可以使得3-D 显示简单地浮现在空中。
Greenleaf和他的同事警告说利用“超材料”管道进行3-D显示是一个未来多年的长期目标，但是短期内可以运用到上，比如，“超材料”管道可以掩盖外科医生内视检查中的不需要的部分，通过穿过“超材料”管道的光，外科医生可以有效地隐藏除了他的工具外的其他可见物，可以更快，更准确地进行内视检查。
Greenleaf和他的合作者还未制造出“超材料”管道，不过，他们声称可以制造出蓝图可以让其他制造者参照。
特别地，“超材料”需要对负折射率的设计，所以可以使光在管道中从一个方向转为另外一个方向，就好像覆层管道几乎不存在一样。
研究者的蓝图包括管道内“超材料”涂层的一系列的参数设置。
Greenleaf的合作者包括芬兰赫尔辛基理工大学教授Matti Lassas，伦敦大学学院教授 Yaroslav Kurylev和华盛顿大学教授Gunther Uhlmann。
[超材料作为独立的学科始于2001年。
光启创建团队在2009年首次实现了宽频带超材料隐身衣的设计与制备，该成果刊登在美国《科学》杂志上，引起业界很大的反响。
2010年《科学》杂志将超材料评为过去十年人类最重大的十大科技突破之一。
超材料领域现在正处于从科学研究到大规模应用的关键时期，类比于三十年前IC产业。