奥比观察元宇宙中的超材料。

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今天的元宇宙貌似是一种“数字密室逃脱”的游戏状态，但在接下来的几年里，元宇宙（Metaverse）预计将主要通过虚拟现实来体现自己 — — 一个可用于各种个人和企业目的的替代数字世界。


奥比观察元宇宙中的超材料。
 
最近，一家社交媒体公司Meta Platforms, Inc.呼吁全球合作建立基础设施，以支持其未来的雄心勃勃的元宇宙发展计划。2021年，“元宇宙”一词成为主要流行语之一，这在很大程度上是由Facebook推动的，该公司全力投入元宇宙并将公司名称更改为META。 从本质上讲，元宇宙将是一系列同步的互连、可互操作的虚拟世界，人们“生活”在其中并在其中自由往来。


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什么是元宇宙
简而言之，元宇宙是一个专注于社交联系的3D虚拟世界网络。在科幻小说中，虚拟世界通常被称为万维网的一个假想迭代，即通过使用虚拟和增强现实设备来促进的虚拟世界。

 

今天的元宇宙貌似是一种“数字密室逃脱”的游戏状态，但在接下来的几年里，元宇宙预计将主要通过虚拟现实来体现自己。然而，没有超材料（Metamaterial），元宇宙的愿景是不可能实现的。世界各地的科学家正在开发称为超材料的智能人工材料。


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什么是超材料
超材料被描述为工程化的周期性复合材料，用于改变材料的电磁特性以获得自然界不存在的响应。这些人工工程复合材料的特性来自内部的微纳米结构，而不是天然材料中的化学成分。因此，超材料结构能够实现使用传统材料发现或化学制造技术通常无法创建的特性和能力。


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超材料允许我们做什么？
超材料有可能以极高的精度控制材料中的光传播。这使得以前体积庞大的光学系统可以缩小到极小的尺寸。还可以调整超材料以支持当前光学硬件目前无法提供的独特功能，从而产生全新的光学系统。传统材料的质量会影响它们与电磁辐射（如光或无线电波）的相互作用。我们习惯于看到光线如何通过玻璃折射，或黄金如何反射光线。当我们每天接触这些物体时，我们知道会发生什么，因为这些材料通常不起眼。它可以对环境做出反应，独立做出决定，并在没有人类指导的情况下采取行动。例如，一架飞机可能会评估其环境，包括风向、速度或鸟类，并自动改变航向以完成飞行。

 

科学家们还在微调超材料的特性以制造抗辐射和抗震屏蔽方面取得了巨大进展。地震波会被超材料屏障吸收或偏转，从而减少地震的危险和影响。因为它的功能与典型材料不同。未来的城市将使用比以往任何时候都更能抵抗地震和其他自然灾害的超材料建造。超材料具有控制波传播的能力，使科学家能够将数据传输提升到新的水平。在超材料中，特定类型的波，例如磁感应波，可以以受控方式传输能量。这种现象使科学家能够显著扩展智能手机和其他电子产品的无线充电。基于超材料的充电器意味着个人可以在大面积表面上轻松充电— —只需将智能手机放到充电表面上，无需担心对齐问题。这是朝着使无线电力与技术先进的数据连接一样高效和方便的重要一步。

 

从理论上讲，超材料是一种使用芯片来控制执行请求命令所需的信息处理，然后使用电能将能量转换为机械能的东西。

 

现在，科学家的下一步是在元宇宙中实现他们的超材料理念。


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