新技術模擬雲層散射讓光線“拐彎”

科技日報北京11月4日電 （記者劉霞）英國格拉斯哥大學的研究團隊從雲層散射陽光的現象中獲得靈感，開發出一種創新技術，能夠有效引導甚至讓光線“拐彎”。這項技術有望在醫學成像、冷卻系統乃至核反應堆等領域實現重大突破。相關研究成果發表在最新一期《自然·物理學》雜誌上。

研究團隊指出，雲、雪及其他白色材料對光的影響有着相似之處：當光子照射到這些物體表面時，幾乎無法穿透並會向四面八方散射。例如，陽光照射到積雨雲上時，光線會從雲頂反射，使這部分雲層顯得明亮潔白；而到達雲底的光線則很少，導致雲底呈現灰暗色。

為了模擬這一自然現象，研究團隊利用不透明白色材料，通過3D打印技術製造出一種新型材料，並在材料內部構建了一些細小隧道。當光線照射到這種材料上時，會進入這些隧道並散射。然而，與自然界的散射不同，光子不會隨機向各個方向散射，而是被不透明材料引導回隧道內。通過這種方法，他們成功創建了一系列能夠有序引導光線的材料。

與傳統的固體材料相比，這種新材料將光的透射率提高了兩個數量級以上，並且能夠使光線在彎曲路徑中傳播。雖然這種材料無法像光纖那樣實現長距離傳輸，但其方法簡單且成本低廉，具有顯著優勢。

研究團隊強調，這種彎曲光線的技術可以利用現有的半透明結構，如脊柱內的肌腱和液體，為醫學成像開闢全新途徑。新技術還可以用於引導熱量和中子，適用於冷卻系統和核反應堆等多個工程領域。