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激光驱动的“metajets”:为无燃料推进开路 — 等级 B1 — white light bulb turned on during night time

激光驱动的“metajets”:为无燃料推进开路CEFR B1

2026年4月28日

改编自 Texas A&M University, Futurity CC BY 4.0

照片: Philip Myrtorp, Unsplash

等级 B1 – 中级
3 分钟
160

德州农工大学机械工程系的团队用激光在三维空间精确操纵名为“metajets”的微米尺度装置。该研究由助理教授Shoufeng Lan领导,并发表在《Newton》上。研究展示了这些装置以前未见的完整三维机动能力。

每个metajet由超表面构成——一种超薄材料,经过纳米级图案化以控制光的行为。研究者通过设计超表面的形状和排列,使光在极小尺度上被塑造并重定向,从而把动量传递给物体,产生可测量的力。Lan用乒乓球撞击比喻这一效应:光反射时会传递动量并推动物体。

当前装置只有几十微米大小,在AggieFab等纳米制造设施中生产,研究得到了学校和工程实验站的支持。团队在流体环境中测试以抵消重力,并正寻求经费将测试扩展到微重力条件。

难词

  • 激光强而集中的单色光束
  • 超表面超薄材料表面,用来控制光
  • 纳米级大约在十亿分之一米的尺度
  • 动量运动物体带的量,会传递力
  • 流体环境液体或气体的环境
  • 抵消用一种力量平衡另一种力量
  • 微重力非常小的重力,接近失重
  • 操纵用工具或方法控制和移动事物

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 你觉得把这种微米尺度的装置应用到哪些实际领域会有帮助?为什么?
  • 研究团队在流体中测试来抵消重力。如果把测试扩展到微重力,你认为会带来什么不同的结果或挑战?
  • 超表面通过纳米级图案化控制光,你能想到日常生活中哪些技术也利用了光的控制?请举例并简单说明。

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