深圳光啟高等理工研究院（以下簡稱“光啟理工院”）院長劉若鵬不久前剛剛過了30 歲生日，長著一張娃娃臉的他看上去像剛剛本科畢業(yè)的大學(xué)生。不過，當(dāng)他拿起手邊一幅可以折疊為筆記本大小的“江南水鄉(xiāng)風(fēng)景畫”，游刃有余地介紹起這其實(shí)是一個(gè)用超材料（metamaterials）制造的超級便攜式衛(wèi)星天線時(shí)，聽眾會(huì)不由自主地忘記他的年齡。

生于80 后的劉若鵬站在了技術(shù)的前沿。

“毋庸置疑，超材料技術(shù)的引入將徹底顛覆傳統(tǒng)的衛(wèi)星天線，讓笨重的鐵鍋毫無存在的空間，”劉若鵬說，“一年多前，我們將它安裝到了軍用飛機(jī)上；目前我們的超材料衛(wèi)星天線已經(jīng)在全國22 個(gè)省份得到安裝試用，包括中國最北邊的漠河村邊防哨所。”80后出生的劉若鵬眉宇間的自信不容置疑。

千萬不要小瞧這個(gè)不起眼的平板衛(wèi)星天線，它是全球前沿的超材料技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用的起點(diǎn)。今年7 月，美國專注于超材料衛(wèi)星天線商業(yè)化應(yīng)用的高科技公司凱米塔（Kymeta）宣布獲得5,000 萬美元的C 輪融資，用于超材料衛(wèi)星天線產(chǎn)品的商業(yè)化發(fā)展。這一事件因在美國作為超材料技術(shù)商業(yè)化的標(biāo)志，并因該公司此前得到比爾· 蓋茨的早期投資而成為媒體報(bào)道的焦點(diǎn)。甚至有媒體提出：凱米塔將成為比爾· 蓋茨的下一家10 億美元的公司。而事實(shí)上，凱米塔管理層表示，到2015 年公司才可能開始銷售相關(guān)衛(wèi)星天線產(chǎn)品。

“在超材料技術(shù)的商業(yè)化方面，我們的確領(lǐng)先于全球！”劉若鵬頗為自豪地說。成立于2010 年7月的光啟理工院專注于超材料技術(shù)（Meta-RF）的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。據(jù)他透露，2013 年光啟產(chǎn)業(yè)化公司總收入將超過2 億元人民幣（不包括對產(chǎn)業(yè)鏈下游的投資性收入）。智慧社區(qū)、無線互聯(lián)、航空航天三大領(lǐng)域是光啟營業(yè)收入的主要來源。

超材料是與電磁波密切相關(guān)的新興技術(shù)材料，是調(diào)控電磁波的手段之一。電磁波在我們生活的世界里無處不在。從物理學(xué)角度來看，溫度高于絕對零度的物體都會(huì)產(chǎn)生電磁波，而世界上不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。從低頻到高頻分類，電磁波包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X- 射線和伽馬射線等等。

之所以稱為超材料，是因?yàn)樽匀唤缰胁⒉淮嬖谶@種材料。它是通過人工對于某些復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使材料具備了超出自然材的某些電磁波響應(yīng)特性，比如對電磁波的負(fù)折射率。科幻小說中的“隱身衣”便被視為未來超材料應(yīng)用的極致案例。其隱身的奧秘在于，“隱身衣”的微結(jié)構(gòu)可以讓可見光“轉(zhuǎn)向”，從而繞過它傳播，而當(dāng)人眼接收不尖端技術(shù)商業(yè)化電磁波負(fù)折射傳播示意圖。到可見光到達(dá)物體表面后產(chǎn)生的反射光時(shí)，物體就“隱身”了。

早在上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家便做出假想，渴望能夠制造出“超越自然”的負(fù)折射率材料。然而，這一理論由于過于脫離實(shí)際而在此后的30 多年時(shí)間里無人問津。與以往新材料通過提取或者復(fù)合的宏觀化學(xué)或物理的發(fā)展方式不同，超材料的設(shè)計(jì)從底層微觀開始。“這有點(diǎn)類似于傳統(tǒng)的手工織布，一點(diǎn)點(diǎn)將微結(jié)構(gòu)搭建起來，直到最終形成整體，”劉若鵬解釋說，“超材料是一個(gè)跨學(xué)科的科學(xué)，它的發(fā)展直接取決于兩點(diǎn)：一是對超材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要大規(guī)模計(jì)算和仿真的能力，這一點(diǎn)在很大程度上依賴于計(jì)算機(jī)的發(fā)展；二是微結(jié)構(gòu)加工的工藝手段，這對超材料的產(chǎn)業(yè)化極其重要。”

超材料科學(xué)是一個(gè)相當(dāng)年輕的學(xué)科，從誕生至今只有10 多年的發(fā)展歷史。2000 年，美國杜克大學(xué)史密斯（David Smith）教授首次在實(shí)驗(yàn)室做出負(fù)折射率材料，他以“超材料”命名，并在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，由此宣告了超材料極其學(xué)科的誕生，而史密斯教授也因此成為超材料科學(xué)的創(chuàng)始人之一。

2006 年本科畢業(yè)后，劉若鵬獲得美國杜克大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的全額獎(jiǎng)學(xué)金，并赴美攻讀博士學(xué)位，而他選定的導(dǎo)師正是在超材料領(lǐng)域赫赫有名的學(xué)科創(chuàng)始人史密斯教授。在杜克研究超材料的過程中，劉若鵬認(rèn)識了此后與他回國共同創(chuàng)業(yè)的4位伙伴張洋洋、趙治亞、季春霖和欒琳。5 人中的3 人此后取得杜克大學(xué)博士，張洋洋和季春霖分別是牛津大學(xué)博士和哈佛大學(xué)博士后。

“超材料是一個(gè)多學(xué)科交叉的復(fù)雜學(xué)科，我們在研發(fā)過程中常常會(huì)展開跨專業(yè)、跨學(xué)校的合作，而我們5 人的搭配對于超材料科學(xué)來說相當(dāng)精益，每個(gè)人都有各自擅長的領(lǐng)域——我擅長材料、洋洋擅長系統(tǒng)、治亞擅長工藝、春霖擅長計(jì)算、欒琳擅長光電子通信。”劉若鵬稱。對他來說，搞這樣的合作早已駕輕就熟，在中學(xué)期間他就經(jīng)常自己拉隊(duì)伍參加物理競賽。而正是這樣的團(tuán)隊(duì)合作讓劉若鵬等人在此后取得了超材料研究方面重大學(xué)術(shù)突破。

2009年1月，劉若鵬和季春霖作為第一作者在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于新型超材料寬頻帶隱身衣的論文，成為超材料科學(xué)發(fā)展史中的一個(gè)里程碑。劉若鵬及團(tuán)隊(duì)成員做出了一塊類似黃色搓衣板的復(fù)合材料，該材料能夠在無線電波和微波下成功“隱身”。業(yè)界泰斗史密斯教授在成果發(fā)布后接受媒體采訪時(shí)表示：“這一成果與此前的成果相比就像白天與黑夜一樣具有顛覆性意義，它讓隱身材料對于電磁波響應(yīng)的頻寬向紅外線和可見光邁進(jìn)了一大步。”他還認(rèn)為，這一成果的誕生將推動(dòng)很多商業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)生。

對于劉若鵬的5 人團(tuán)隊(duì)來說，這一學(xué)術(shù)成果更為重要的意義在于為他們回國創(chuàng)業(yè)找到了支撐。“我們在正式回國一年多前就已經(jīng)開始籌劃創(chuàng)業(yè)的事情了。超材料強(qiáng)調(diào)的是根據(jù)需求調(diào)節(jié)電磁波的逆向設(shè)計(jì)思維，隱身衣僅能成為學(xué)術(shù)的里程碑，而我們要把學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化為商業(yè)價(jià)值。”劉若鵬如此宣稱。2008 年底，劉若鵬和張洋洋率先回國考察，張洋洋參觀了蘇州的創(chuàng)業(yè)精英大賽。“那時(shí)國內(nèi)對于吸引海外人才回國創(chuàng)業(yè)的支持力度很大，我們頗受鼓舞。”張洋洋回憶說。他們走遍了中國大部分可能創(chuàng)業(yè)的地方，不過最終他們選定了深圳。