科学家研发新装置，可实现用光操控太阳帆进行星际航行
借助光能推进的星际旅行，如今又向前迈进了一步。太阳帆，这种依靠光线反射产生推力的巨型薄膜，一直被视作跨越浩瀚星海的最佳候选方案之一。而现在，人类可能找到了精准操控它的钥匙。 关键在于对光动量的精细控制。得克萨斯农工大学的考希克・库德塔卡教授解释道，我们早已知道光线或激光能传递动量，但真正的突破在于“
借助光能推进的星际旅行，如今又向前迈进了一步。太阳帆，这种依靠光线反射产生推力的巨型薄膜，一直被视作跨越浩瀚星海的最佳候选方案之一。而现在，人类可能找到了精准操控它的钥匙。
关键在于对光动量的精细控制。得克萨斯农工大学的考希克・库德塔卡教授解释道，我们早已知道光线或激光能传递动量，但真正的突破在于“控制其运动方向”。他的团队研发了一种名为“超射流”的微型装置，其独特之处在于，它不仅利用光的反射，更巧妙地结合了光的折射，从而实现了多方向的受控移动。
这个装置的奥秘在于其材料——一种被称为“超表面”的极薄薄膜。超表面通常通过其表面的特殊纹理来调控光线，但这次研究反其道而行，用光线来操控材料本身。薄膜上排布着无数肉眼难辨的微型立柱，它们的尺寸和排列方式经过精心设计，能够精确偏转入射光线。当光穿过装置时，其传递给整个设备的动量大小和方向便被精确掌控。整个装置的直径仅约0.01毫米，堪称微纳尺度的工程奇迹。
为了验证原理，研究人员将这个硅制微型装置置于水中，用激光照射，并通过显微镜观察其运动。实验结果令人振奋：这个“超射流”不仅能在水中悬浮，还能进行水平移动，最高速度达到了每秒约0.07毫米。
库德塔卡教授指出，既然作用力的原理已经清晰，下一步就是通过改变超表面的结构设计，来“随心所欲地操控它的行进方向”。他特别提到，目前已经存在能够随时间改变形态的超表面材料，这类动态材料未来如果集成到太阳帆上，将能实现星际航行途中复杂的航向调整，这无疑是革命性的。
这项技术的应用前景远不止于深空。库德塔卡教授描绘了两种可能：一是将装置放大，应用于航天领域；二是保持其微型尺寸，进军生物医学领域。例如，这种微型装置可以作为一种精准的药物递送载体，将药物推送至人体内的特定位置。现有的激光靶向输送技术存在一个痛点：激光产生的热量可能损伤药物分子。而“超射流”方案则能让药物载体本身运动，药物无需直接暴露在激光的高温与强光之下，安全性显著提升。
目前，研究团队正致力于让这款装置适应不同波长的光线，尤其是太阳光所包含的广谱光线。这对于依赖太阳光压的太阳帆推进技术来说，是走向实用的关键一步。当然，库德塔卡教授也坦承，从实验室的微型装置到遨游星海的太阳帆，还有很长的路要走，“这一切目前听起来还有些科幻色彩”。但毫无疑问，这微小的一步，正指向一个宏大的未来。
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