超材料發(fā)展及應(yīng)用前景

超材料發(fā)展及應(yīng)用前景第一章超材料概述1.1超材料的基本概念超材料（Metamaterials）是一種通過(guò)人工設(shè)計(jì)構(gòu)建的新型材料，其功能并非自然界中傳統(tǒng)材料的功能所能簡(jiǎn)單描述。超材料通過(guò)調(diào)控電磁波的傳播特性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)材料無(wú)法達(dá)到的物理效應(yīng)。其基本概念可概括為：通過(guò)人工設(shè)計(jì)的微觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波傳播特性的調(diào)控，從而賦予材料新的物理功能。1.2超材料的發(fā)展歷程超材料的研究始于20世紀(jì)60年代，最初由蘇聯(lián)物理學(xué)家Veselago提出。但是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，超材料的研究并未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。直到2000年，美國(guó)科學(xué)家DavidR.Smith等人首次成功制造出具有負(fù)折射率的超材料，標(biāo)志著超材料研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段。此后，超材料的研究逐漸成為國(guó)際材料科學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。1.2.1超材料研究的早期階段1968年：蘇聯(lián)物理學(xué)家Veselago首次提出超材料的概念。1999年：英國(guó)科學(xué)家JohnPendry提出負(fù)折射率的超材料理論。1.2.2超材料研究的快速發(fā)展階段2000年：美國(guó)科學(xué)家DavidR.Smith等人成功制造出具有負(fù)折射率的超材料。2006年：超材料在光學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如隱形斗篷、超透鏡等。1.3超材料的研究現(xiàn)狀1.3.1超材料的研究熱點(diǎn)負(fù)折射率超材料：具有負(fù)折射率的超材料是實(shí)現(xiàn)電磁波操控的關(guān)鍵。隱形斗篷：利用超材料實(shí)現(xiàn)電磁波的隱形。超透鏡：利用超材料實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像。無(wú)源器件：如天線、濾波器等。1.3.2超材料的研究方法電磁仿真：通過(guò)電磁仿真軟件對(duì)超材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。微納加工：采用微納加工技術(shù)制造超材料。材料合成：研究新型超材料材料和制備方法。1.3.3超材料的應(yīng)用領(lǐng)域通信領(lǐng)域：超材料天線、濾波器等。隱形技術(shù)：隱形斗篷、隱形飛機(jī)等。光學(xué)領(lǐng)域：超透鏡、光學(xué)成像等。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：生物傳感器、醫(yī)學(xué)影像等。應(yīng)用領(lǐng)域具體應(yīng)用通信領(lǐng)域超材料天線、濾波器等隱形技術(shù)隱形斗篷、隱形飛機(jī)等光學(xué)領(lǐng)域超透鏡、光學(xué)成像等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域生物傳感器、醫(yī)學(xué)影像等第二章超材料的設(shè)計(jì)原理2.1超材料的基本理論超材料是一種人工合成的介質(zhì)，其物理性質(zhì)并非由材料本身的分子結(jié)構(gòu)決定，而是由材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所決定。超材料的基本理論主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：等效介質(zhì)理論：超材料通過(guò)周期性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生等效的宏觀介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，從而實(shí)現(xiàn)原本自然界中不存在的物理現(xiàn)象。共振理論：超材料中的共振現(xiàn)象使得其能夠?qū)μ囟l率范圍的電磁波產(chǎn)生顯著影響，實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)控、透射率、反射率等功能的優(yōu)化。超材料中的基本單元：超材料的基本單元通常為亞波長(zhǎng)尺寸的結(jié)構(gòu)，如諧振器、電感器、電容器等，它們通過(guò)相互耦合，形成復(fù)雜的電磁特性。2.2超材料的設(shè)計(jì)方法超材料的設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾個(gè)方面：拓?fù)鋬?yōu)化方法：通過(guò)優(yōu)化超材料的結(jié)構(gòu)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)目標(biāo)功能的最優(yōu)化。常用的拓?fù)鋬?yōu)化方法包括遺傳算法、粒子群算法等。物理建模方法：基于物理原理，通過(guò)仿真軟件模擬超材料的電磁功能，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：結(jié)合設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，對(duì)超材料進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，再通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行優(yōu)化。2.3超材料的設(shè)計(jì)軟件與工具超材料的設(shè)計(jì)軟件與工具是實(shí)現(xiàn)超材料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一些常用的設(shè)計(jì)軟件與工具：軟件/工具介紹COMSOLMultiphysics一款多物理場(chǎng)仿真軟件，可以用于模擬超材料的電磁功能。HFSS(HighFrequencyStructureSimulator)安德魯·梅隆基金會(huì)旗下的安捷倫公司開發(fā)的一款高頻結(jié)構(gòu)模擬軟件。CSTStudioSuite一款電磁場(chǎng)仿真軟件，可以用于模擬超材料的電磁功能。LumericalFDTDSolutions一款基于有限差分時(shí)域方法的高頻電磁場(chǎng)仿真軟件。技術(shù)的不斷發(fā)展，超材料的設(shè)計(jì)軟件與工具也在不斷更新。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇合適的軟件與工具對(duì)于實(shí)現(xiàn)超材料的功能優(yōu)化。第三章超材料的制備技術(shù)3.1常規(guī)制備方法超材料的制備技術(shù)主要分為常規(guī)制備方法和先進(jìn)制備技術(shù)兩大類。常規(guī)制備方法主要包括以下幾種：膠凝法：通過(guò)將超材料單元體混合于膠凝材料中，經(jīng)過(guò)固化、切割等步驟制備得到超材料。打印法：采用3D打印技術(shù)，將超材料單元體按設(shè)計(jì)要求逐層堆積，形成所需的超材料結(jié)構(gòu)。組裝法：將預(yù)先制備的超材料單元體組裝在一起，形成所需的結(jié)構(gòu)。3.2先進(jìn)制備技術(shù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超材料的制備技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。一些先進(jìn)的制備技術(shù)：微納加工技術(shù)：利用光刻、電子束刻蝕等微納加工技術(shù)，制備出具有亞微米甚至納米尺寸的超材料。分子自組裝技術(shù)：通過(guò)分子間的相互作用，實(shí)現(xiàn)超材料單元體的自組裝，形成具有特定功能的超材料結(jié)構(gòu)。微流控技術(shù)：利用微流控裝置，實(shí)現(xiàn)超材料單元體的精確混合、組裝和制備。3.3制備過(guò)程中的質(zhì)量控制超材料制備過(guò)程中的質(zhì)量控制，一些常見的質(zhì)量控制方法：質(zhì)量控制方法主要內(nèi)容尺寸精度控制通過(guò)精密的測(cè)量設(shè)備和工藝控制，保證超材料單元體的尺寸精度滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)完整性控制對(duì)超材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，保證其結(jié)構(gòu)完整性。功能穩(wěn)定性控制對(duì)超材料在不同環(huán)境條件下的功能進(jìn)行測(cè)試，保證其穩(wěn)定性。制備工藝優(yōu)化通過(guò)不斷優(yōu)化制備工藝，提高超材料的功能和制備效率。第四章超材料的表征與分析4.1超材料的功能測(cè)試超材料的功能測(cè)試是其表征和分析的基礎(chǔ)，包括對(duì)超材料的電磁功能、機(jī)械功能和熱功能的測(cè)量。一些常見的測(cè)試方法：電磁功能測(cè)試：利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）、近場(chǎng)探頭系統(tǒng)（NFP）等設(shè)備，對(duì)超材料的折射率、介電常數(shù)等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。機(jī)械功能測(cè)試：通過(guò)拉伸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)等，測(cè)試超材料的力學(xué)功能，如強(qiáng)度、模量等。熱功能測(cè)試：使用熱像儀、熱流計(jì)等設(shè)備，測(cè)量超材料的熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等參數(shù)。4.2超材料的結(jié)構(gòu)分析超材料的結(jié)構(gòu)分析是理解其功能的關(guān)鍵。一些常用的分析方法：光學(xué)顯微鏡：觀察超材料的微觀結(jié)構(gòu)，分析材料中的納米結(jié)構(gòu)和排列方式。透射電子顯微鏡（TEM）：對(duì)超材料的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，觀察材料中的電子云分布和化學(xué)成分。X射線衍射（XRD）：分析超材料的晶體結(jié)構(gòu)，確定材料中原子或離子的排列方式和鍵合狀態(tài)。4.3超材料的功能優(yōu)化超材料的功能優(yōu)化主要通過(guò)以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際需求，調(diào)整超材料的結(jié)構(gòu)和組成，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。材料選擇：選擇合適的基體材料和納米填料，以提高超材料的功能。制備工藝：優(yōu)化制備工藝參數(shù)，如溫度、壓力等，以提高材料的功能。優(yōu)化方法描述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)整超材料的結(jié)構(gòu)和組成，實(shí)現(xiàn)功能的優(yōu)化。材料選擇選擇合適的基體材料和納米填料，提高材料的功能。制備工藝優(yōu)化制備工藝參數(shù)，如溫度、壓力等，提高材料的功能。第五章超材料在電磁波領(lǐng)域的應(yīng)用5.1電磁波調(diào)控超材料在電磁波調(diào)控方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在對(duì)電磁波的傳播、反射、吸收和彎曲等方面進(jìn)行精確控制。通過(guò)設(shè)計(jì)具有特定周期性和結(jié)構(gòu)的超材料，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：寬帶調(diào)控：利用超材料的多尺度周期性結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波頻率的寬范圍調(diào)控。相位調(diào)控：通過(guò)超材料的周期性結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波傳播方向的相位控制。極化調(diào)控：通過(guò)超材料的特殊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波極化的控制。5.2電磁隱身技術(shù)電磁隱身技術(shù)是超材料在軍事和民用領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。通過(guò)使用超材料構(gòu)建的隱身罩，可以有效地屏蔽或吸收電磁波，從而實(shí)現(xiàn)隱身效果。吸波材料：超材料可以設(shè)計(jì)成高吸收率材料，吸收電磁波能量，減少反射。相位梯度材料：通過(guò)相位梯度材料，可以改變電磁波的傳播路徑，使雷達(dá)波無(wú)法探測(cè)到目標(biāo)。復(fù)合隱身技術(shù)：結(jié)合多種超材料，可以進(jìn)一步提高隱身效果。5.3電磁波傳感與成像超材料在電磁波傳感與成像領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高頻傳感：超材料可以用于高頻電磁波的傳感，如微波和毫米波。超分辨率成像：利用超材料對(duì)電磁波的調(diào)控能力，可以實(shí)現(xiàn)超分辨率成像，提高成像質(zhì)量。生物醫(yī)學(xué)成像：超材料在生物醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用，如腫瘤檢測(cè)、細(xì)胞成像等。一些超材料在電磁波領(lǐng)域應(yīng)用的最新研究進(jìn)展的表格：研究方向最新進(jìn)展電磁波調(diào)控開發(fā)了新型超材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁波頻率和極化的精確調(diào)控。電磁隱身技術(shù)研制出具有更高吸收率和更廣頻段覆蓋能力的吸波材料。電磁波傳感與成像利用超材料實(shí)現(xiàn)了高頻電磁波的傳感和超分辨率成像，并在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域取得突破。第六章超材料在聲波領(lǐng)域的應(yīng)用6.1聲波調(diào)控超材料在聲波領(lǐng)域的應(yīng)用之一是聲波調(diào)控。超材料通過(guò)人工設(shè)計(jì)的電磁特性實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波傳播路徑、頻率和強(qiáng)度等方面的調(diào)控。一些關(guān)鍵點(diǎn)：超材料通過(guò)負(fù)折射率實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波的高效聚焦。聲波偏轉(zhuǎn)技術(shù)利用超材料表面波引導(dǎo)聲波改變方向。通過(guò)超材料實(shí)現(xiàn)對(duì)聲波頻率的調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)寬帶聲波調(diào)控。6.2聲隱身技術(shù)聲隱身技術(shù)是超材料在聲波領(lǐng)域的另一重要應(yīng)用。利用超材料對(duì)聲波的吸收和散射特性，可以有效地減少目標(biāo)物體的聲波反射，從而達(dá)到隱身的效果。超材料隱身衣通過(guò)局部共振原理吸收和散射聲波。液態(tài)超材料隱身技術(shù)允許對(duì)特定頻率的聲波進(jìn)行有效抑制。聲隱身技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。6.3聲波傳感與成像超材料在聲波傳感與成像領(lǐng)域也有顯著的應(yīng)用。通過(guò)設(shè)計(jì)特定的超材料結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的聲波檢測(cè)和高質(zhì)量的聲波成像。超材料微流控芯片用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的聲波傳感?；诔牧系母哽`敏度聲成像技術(shù)，在醫(yī)療診斷和工業(yè)檢測(cè)中具有重要作用。表面聲波傳感技術(shù)利用超材料的特性提高傳感器的功能。特征超材料應(yīng)用靈敏度生物醫(yī)學(xué)傳感分辨率醫(yī)療診斷和工業(yè)檢測(cè)反射抑制聲隱身技術(shù)聲波調(diào)制寬帶聲波調(diào)控波前控制聲波偏轉(zhuǎn)技術(shù)共振吸收液態(tài)超材料隱身技術(shù)注意：以上內(nèi)容基于現(xiàn)有的知識(shí)，并未聯(lián)網(wǎng)搜索最新內(nèi)容。如需獲取最新研究進(jìn)展，建議查閱最新的學(xué)術(shù)期刊和科技新聞報(bào)道。第七章超材料在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用7.1光波調(diào)控超材料在光波調(diào)控領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在光波的相位、振幅和偏振等方面的控制。通過(guò)設(shè)計(jì)具有特殊電磁響應(yīng)特性的超材料結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)光波的精確調(diào)控。一些具體的應(yīng)用：光束整形：超材料可用于將寬帶光源轉(zhuǎn)化為窄帶光源，實(shí)現(xiàn)光束的高效整形。波前校正：在光學(xué)通信和激光加工等領(lǐng)域，超材料可用來(lái)校正波前的畸變，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。超構(gòu)表面：超構(gòu)表面通過(guò)調(diào)控光波的傳輸路徑和反射、透射特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)光波的精確操控。7.2光學(xué)成像與傳感超材料在光學(xué)成像與傳感領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：光學(xué)成像：超材料可以用來(lái)提高光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨率，減少圖像模糊，實(shí)現(xiàn)高清晰度成像。光學(xué)傳感：超材料傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種物理量的高靈敏度檢測(cè)，如溫度、濕度、壓力等。7.3光學(xué)器件超材料技術(shù)的發(fā)展，其在光學(xué)器件領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。一些具有代表性的應(yīng)用：應(yīng)用領(lǐng)域具體器件光學(xué)濾波器諧振濾波器、帶阻濾波器、帶通濾波器光學(xué)波導(dǎo)超構(gòu)波導(dǎo)、光子晶體波導(dǎo)光學(xué)元件超構(gòu)透鏡、超構(gòu)棱鏡、超構(gòu)偏振器超材料在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得了顯著進(jìn)展，為光學(xué)技術(shù)發(fā)展提供了新的思路和途徑。超材料制備技術(shù)的不斷優(yōu)化和成本的降低，其在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。第八章超材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用8.1生物醫(yī)學(xué)成像超材料在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的應(yīng)用具有顯著潛力。其獨(dú)特的電磁特性，如負(fù)折射率和超分辨成像能力，使得超材料能夠在傳統(tǒng)成像技術(shù)中實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的成像效果。8.1.1超材料成像技術(shù)近場(chǎng)光學(xué)成像：利用超材料的超分辨能力，實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)級(jí)別的成像。全息成像：通過(guò)超材料的相位調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織的全息成像。8.1.2超材料在成像技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例成像技術(shù)應(yīng)用實(shí)例近場(chǎng)光學(xué)成像超材料顯微鏡，用于細(xì)胞和分子水平的成像全息成像超材料全息術(shù)，用于生物樣本的三維成像8.2生物組織修復(fù)超材料在生物組織修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸受到關(guān)注。其優(yōu)異的生物相容性和力學(xué)功能，使其成為生物組織修復(fù)的理想材料。8.2.1超材料在組織工程中的應(yīng)用生物支架：超材料可作為生物支架材料，引導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)和組織再生。藥物遞送：超材料可用于藥物遞送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療。8.2.2超材料在組織修復(fù)中的應(yīng)用實(shí)例組織修復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例組織工程超材料生物支架，用于骨骼、肌肉等組織的修復(fù)藥物遞送超材料藥物遞送系統(tǒng)，用于癌癥等疾病的靶向治療8.3生物醫(yī)學(xué)傳感超材料在生物醫(yī)學(xué)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛前景。其高靈敏度和特異性，使得超材料在生物傳感器中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。8.3.1超材料生物傳感器技術(shù)生物識(shí)別傳感器：利用超材料的生物相容性和特異性，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的識(shí)別。生物檢測(cè)傳感器：利用超材料的高靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物標(biāo)志物的檢測(cè)。8.3.2超材料在生物傳感中的應(yīng)用實(shí)例傳感技術(shù)應(yīng)用實(shí)例生物識(shí)別傳感器基于超材料的生物識(shí)別傳感器，用于疾病檢測(cè)和診斷生物檢測(cè)傳感器基于超材料的生物檢測(cè)傳感器，用于病毒、細(xì)菌等微生物的快速檢測(cè)由于無(wú)法進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)搜索，上述表格內(nèi)容僅為示例，實(shí)際應(yīng)用實(shí)例可能有所不同。第九章超材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用9.1能源收集與轉(zhuǎn)化超材料在能源收集與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)設(shè)計(jì)特定結(jié)構(gòu)，超材料可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的高效收集和轉(zhuǎn)化。一些具體應(yīng)用：應(yīng)用類型具體技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)光伏能量收集光子晶體提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，優(yōu)化光的吸收與散射熱能收集與轉(zhuǎn)化熱超材料實(shí)現(xiàn)熱能的高效收集與轉(zhuǎn)化，降低熱能損失，提高能量利用率化學(xué)能收集與轉(zhuǎn)化電化學(xué)超材料提高電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換效率，增強(qiáng)電池功能，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能的高效存儲(chǔ)與利用9.2能源存儲(chǔ)與釋放超材料在能源存儲(chǔ)與釋放領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的結(jié)構(gòu)，超材料可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的高效存儲(chǔ)與釋放，提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。應(yīng)用類型具體技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)電能存儲(chǔ)靜電超材料提高電池存儲(chǔ)密度，降低能耗，延長(zhǎng)電池使用壽命化學(xué)能存儲(chǔ)電化學(xué)超材料增強(qiáng)電池功能，提高能量密度，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能的高效存儲(chǔ)與利用機(jī)械能存儲(chǔ)彈性超材料提高機(jī)械能的存儲(chǔ)密度，降低能量損失，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的高效存儲(chǔ)與利用9.3能源傳輸與分配超材料在能源傳輸與分配領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠優(yōu)化能源傳輸過(guò)程，提高傳輸效率，降低能量損失。應(yīng)用類型具體技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)能源傳輸導(dǎo)電超材料降低能量傳輸過(guò)程中的損耗，提高傳輸效率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離能量傳輸能源分配非線性光學(xué)超材料實(shí)現(xiàn)能量分配的精確控制，優(yōu)化能源利用，提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性電磁波能量傳輸電磁超材料提高電磁波的能量傳輸效率，降低能量損失，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電磁波能量傳輸?shù)谑鲁牧系陌l(fā)展前景與挑戰(zhàn)10.1超材料的發(fā)展趨勢(shì)科技的發(fā)展和材料科學(xué)的進(jìn)步，超材料正逐步從理論走向應(yīng)用。超材料發(fā)展的一些趨勢(shì)：多尺度與多功能集成