所謂“超材料”就是超出自然界固有的普通性質(zhì)，具有超常材料功能的人工復(fù)合材料。它們并不存在于自然界，而是完全由科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室研制出來。因此，科學(xué)家們盡可能根據(jù)需要賦予它們天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)，最終突破某些自然規(guī)律表現(xiàn)的限制。事實(shí)上，在自然界中確實(shí)存在著讓光反射異常的材料。例如天然蛋白石就因其具有不完全光子帶隙結(jié)構(gòu)而有著強(qiáng)烈的反光，并且向不同的角度發(fā)射出不同的顏色光彩。這種光子帶隙結(jié)構(gòu)在蝴蝶翅膀、孔雀羽毛以及海老鼠的毛也存在，正是它們使本來無色的生物體由于結(jié)構(gòu)的發(fā)光而呈現(xiàn)出閃爍斑斕的色彩。
隱形和反隱形
隱形材料一直沒有被發(fā)現(xiàn)過，直到沙拉耶夫用人造原子、中繼原子等工程學(xué)方法制造出超材料。這種超材料具有在三維空間整齊布陣的微小粒子，而且它們的尺寸達(dá)到了納米級，在掃描探針顯微鏡觀察下呈現(xiàn)出有序的微觀結(jié)構(gòu)：“當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)的尺寸與光波的波長相當(dāng)時，就能夠表現(xiàn)出某些光學(xué)和電磁學(xué)上的特異性。而我的材料結(jié)構(gòu)比光波波長還小。”
事實(shí)上，普通的材料無論如何看似光滑，對于微粒子來說都好像雨點(diǎn)打在鳥巢體育場那樣大的粗糙核桃殼上一樣，總是會向各個角度產(chǎn)生反射。只有把結(jié)構(gòu)做到比光子還要小，才有可能做出足以讓光線如同激流經(jīng)過鵝卵石一般的流線體。沙拉耶夫正是這樣完成了他的隱身衣的材料。隨后，他依靠一排從中心點(diǎn)開始像一個圓形的梳子沿輪輻方向向外輻射的微型針，將光的折射和扭曲減少到幾乎為零，使得圍繞著隱身衣的光線發(fā)生彎曲，致使人們看不見斗篷。
2008 年10 月，沙拉耶夫在美國《科學(xué)》雜志上把隱身衣的秘密公諸于世，同時向人們宣布：“只有超材料才能織就隱身衣�！� 然而他志得意滿之際似乎忽略了一個事實(shí)：當(dāng)隱身衣把他遮得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的時候，他也成為一只被縫在布袋里的小白鼠。別人看不見他，而他也什么都看不見。除非他挖兩個洞露出眼睛，但是兩顆懸在空中眨巴眨巴的大眼睛也足夠把觀眾們驚倒了。現(xiàn)在，必須再給隱身衣設(shè)計一副配套的墨鏡，才能做到完全隱身。