超材料

超材料是一类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，通过微米/纳米级图案或结构设计，改变材料的基本单元结构、形状、方向、排列等，实现了目前自然界现有材料所不具备的物理特性，使超材料可对光波、电磁波和声波等实施有效的操控。

(来源：国家新材料产业资源共享、新材料产业圈）

✦ 超材料分类

电磁超材料：通过不断优化和改进微结构，使超材料产生全新的电磁特性。比如，它们可以使电磁波的传播方向发生弯曲、聚焦或分散，甚至可以让电磁波在某个频段内“消失”（即被吸收而不反射也不透射）。电磁超材料可应用于天线设计、电磁波吸收、隐身技术等领域。

声学超材料：通过精细的设计和结构优化，使得声波在通过材料时能够发生折射率的逆转等奇特现象，实现了对声音传播的精确控制。在建筑领域，可用于设计更加高效的隔音材料，减少噪音污染；在医学领域，可用于设计更加精确和清晰的成像系统，如超声波医学成像。

机械超材料：机械超材料通过合理设计其微结构可以实现独特且新颖的机械性能，比如高强度、高韧性、高弹性，以及在受到外力作用时产生的特殊变形效果等。在航空航天领域，可用于制造更加坚固、轻便的飞机和火箭部件；在汽车制造领域，可用于提高车身的强度和耐撞性。

热学超材料：通过精细的设计和合成，热学超材料能够以一种超乎寻常的方式与热量进行互动，实现对热量流动的精确控制。如拥有超高的热导率，使得热量能够迅速传递；具有极低的热膨胀系数，即使在温度变化很大的情况下，也能保持尺寸的稳定。在能源领域，可用于提高热电转换效率，让太阳能电池板或燃料电池更加高效；在电子领域，可作为优秀的散热材料，帮助电子设备保持“冷静”，避免过热导致的性能下降或损坏。

（来源：文心一言）

1.隐身技术。超材料隐身斗篷技术已开始在军事装备中获得应用。超材料通过控制电磁波的散射和反射，使物体在雷达、红外线等探测手段下难以被发现。与传统隐身技术相比，超材料隐身的特点是靠导引电磁波，而不是靠吸收电磁波，因此没有目标影子，是国防军工领域的一项颠覆性技术。该技术也可应用于民用领域，如保护个人隐私等。

2.信息传输。超材料可以用于制作高灵敏度的天线，实现更高效的信息传输。由于超材料对电磁波的高效调控，超材料天线可用于检测微弱信号并增强天线的辐射效率。利用超材料超常的电磁性质和高度可设计的特点，人们成功实现了天线的小型化、高效、高增益、共型化、高信号选择性等优势。

3.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。它能够超越传统透镜的衍射极限，实现精确的光线聚焦。超透镜拥有体积更薄、重量更轻、成本更低、成像更好、更易集成的优点，可用于地震和海啸防护、超分辨率成像、量子光子学、非线性光学、生物传感、光路元件和光刻等许多其他应用。

4.能源领域。超材料在无线电力传输领域的应用也具有广阔前景。在发射器和接收器之间产生电磁场以传输电力，该技术用于无线充电器、生物医学植入物和电动汽车等设备。随着越来越多的设备走向无线化，超材料通过其特殊的电磁特性，能够显著改善无线电力传输系统的传输效率。

(来源：新材料产业、中国工程院院刊、

报告研究所、维普网）

1.多领域应用扩展：超材料技术在光学、声学、电磁波、热辐射和热传导等领域展现出巨大的潜力。在声学领域，超材料将继续在噪声控制、声波通信、声学成像等领域深化应用，如降低交通工具噪音、实现高效声波传输等。在生物医学领域，超材料的应用将进一步拓展，如用于医学成像和声波治疗等，提高医疗设备的性能和精度‌。未来，‌超材料技术将与其他领域如人工智能、3D打印等结合，推动跨领域技术创新，实现更广泛的应用。‌‌

2.技术创新与演进：超材料技术从最初的电磁学领域开始，逐渐扩展到声学、力学、热学等其他学科。研究者们不再仅仅关注反常物理特性的实现，而是开始着眼于材料参数及其空间分布的按需灵活设计，例如通过各向异性结构设计非均匀材料参数来实现完美电磁隐身衣。同时，超材料的概念和方法论正在不断丰富拓展，如超表面、超器件和超系统等概念的提出，以及通过幅度、相位、波矢量、极化等参数进行特性表征。

3.产业应用和市场潜力：超材料技术在无线通信、雷达隐身、减振降噪、热能转换、高精度成像、高灵敏传感等多个领域产生了颠覆性效应。随着技术的进一步成熟和应用的广泛推广，超材料市场预计将继续扩大，展现出巨大的市场潜力。

(来源：前瞻产业研究院、Engineering）

1.【新浪网——2024.5.14】5月9日至12日，“第三届全国超材料大会”在浙江省桐乡市乌镇隆重召开，吸引了众多的业界精英和学者专家的参会。其中，中国科学院院士、中国工程院院士以及在超材料领域有影响力的专家们现场分享行业现状以及发展趋势，并面对面沟通交流，挖掘超材料领域的技术创新以及应用空间，促进超材料技术成果产业化发展。

2.【国防科技要闻——2024.9.14】英国格拉斯哥大学开发出一种新型二维超材料，可有效转换电磁波的极化方式，改善卫星之间的数据传输和遥感能力，有望大幅提升未来6G卫星通信的性能。该材料仅0.64毫米厚，由几何图案的铜单元构成，利用超材料的独特特性在卫星常用频段内，将线性极化的电磁波转换为圆极化波。圆极化波比传统的线性极化波更具稳定性，能够减少信号衰减，抵抗大气干扰，从而提高卫星与地面站之间的通信质量。

3.【报告研究所——2024.10.29】中国超材料市场规模快速发展，2022年市场规模总额达到132.67亿元，预计2029年达316.05亿元。全球超材料市场总量增长趋势迅猛，2023年全球超材料市场销售额达到了20.93亿美元，预计2030年将达到548.6亿美元。全球超材料的核心厂商包括光启科技、Evolv Technology、MetaShield LLC.、Pivotal Commware、Echodyne等，前5大厂商共占有全球市场15%的份额。

4.【证券时报——2024.11.04】10月31日，光启技术与天津市津南区人民政府正式签署了战略合作协议，标志着双方将在高端制造业和科技创新产业领域展开深度合作。根据协议内容，光启技术将围绕津南区对高端制造业的总体规划和科技创新产业的发展需求，全力在津南区打造超材料906生产基地、设立超材料人才培育中心以及超材料创新中心。