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开放式的静磁场隐形结构:隐藏物体同时实现内外静磁场交互-光信本科生陈泱蓉研究成果介绍
发布时间:2025-02-27


近日,课题组联合香港科技大学(广州)在《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》发表了一项突破性研究,

成功设计出“开放静态磁隐形结构”(OSMC)。这一结构不仅能隐藏物体的磁场信号,还能允许物体与外界交换信息和物质,

为军事、医疗等领域带来全新可能。


第一作者为21级光信专业本科生陈泱蓉和课题组硕士研究生陈汉川。


1. 传统隐形斗篷的局限:


过去,科学家通过多层封闭结构或超导材料实现磁场隐形,但这类“封闭式斗篷”阻断了内部与外界的物质交换。例如,若将地雷或心脏起搏器置于其中,虽能躲避金属探测器,却无法通风散热或接收外部能量。而简单在斗篷上开孔又会导致磁场泄漏,失去隐形效果。



2. 开放式设计的秘密:磁场“搬运工”:


研究团队提出了一种创新方案:

磁场移位器:通过“变换磁静力学”理论,设计出钻石形超材料结构,能将磁场从孔洞处“平移”到外部特定位置,再“移回”原处,实现磁场路径的重新定向。

组合设计:将移位器与带孔的封闭斗篷结合,形成开放结构。模拟显示,外部磁场绕过斗篷,内部磁场也被完全“包裹”,即使存在孔洞,磁场信号仍无法泄露。



3.多场景应用潜力:


军事领域:隐藏武器或地雷,同时保持通风散热。


医疗设备:心脏起搏器等植入器械可屏蔽外部电磁干扰,同时无线充电。

脑科学研究:未来或用于保护敏感生物磁场信号,同时监测脑电活动。



结语


这项研究不仅突破了磁场隐形的技术瓶颈,更打开了物理场控制的新维度。未来,“开放隐形”或将成为智能材料领域的标配,让科幻场景逐步走进现实。




相关论文:《Open static magnetic cloak based on DC magnetic metamaterials》


期刊:Journal of Magnetism and Magnetic Materials 619 (2025) 172885


团队:太原理工大学、香港科技大学(广州)联合研究团队


文章引用

Yangrong Chen#, Hanchuan Chen#, Fei Sun, Yichao Liu, Xiaoxiao Wu, Haitao Li, Zhixing Zhang, and Qianhan Sun, Open static magnetic cloak based on DC magnetic metamaterials, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 619, 172885 (2025). 


https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2025.172885