一类独特的工程光操纵材料，被称为超材料或结构材料，利用强相互作用的波长或亚波长大小的元素的模式。由于这些复杂的内部和表面结构，出现了新的性质，其中一些表现出的行为导致重写了长期以来理解的光和其他电磁波如何与材料相互作用的“定律”。这些材料在许多技术领域为控制电磁波开辟了新的选择，其中包括成像、热控制和频率转换。具体应用包括飞机发动机的夜视、热反射和管理，以及在太空极端冷热环境下卫星上电子设备的温度调节。
尽管研究人员已经采取措施将这些材料用于实际应用，但他们仍然对理想的物质-光相互作用的最佳结构设计感到困惑。他们还没有对材料进行建模，从而能够预测特定结构材料在不同条件下的表现，比如增加的光照强度。为了填补这些知识空白，DARPA今天宣布了新生光-物质相互作用(NLM)项目，该项目寻求最终开发基于理论的模型，可以在已经观察到的现象中扩展现有水平，同时指出从未实现过的新功能。
DARPA项目经理迈克·菲迪(Mike Fiddy)说:“我们对光与物质相互作用的理解最近取得了进展，揭示了一些新概念，这些概念可能会产生性能远远超过我们现有性能的新材料。”“通过NLM，我们的目标是识别构建模块，以更好地理解2-D和3-D结构材料的物理特性，然后可以引导通过这些材料控制电磁波的系统设计方法。最终目标是为设计师配备严格的预测模型和设计工具，以回答目前难以解决的问题:“如果我想要一种具有X属性的材料，我该如何建造它?”’”
例如，我们能否开辟新的途径来设计能够提高频率上转换或下转换效率的材料，从而有利于夜视等军事能力?他说:“目前，这些复杂结构的最先进技术是，你用一种频率泵送它们，它们在另一种频率下可能会释放10%的能量，但在这个过程中需要大量的能量。”“我们能否开发出一种设计工具，以创造出80%、90%或100%的效率将红外光转换为可见光的材料，而这种材料只需要很少或不需要功率?”
正如菲迪所看到的，从NLM项目中获得的经验教训也可能帮助工程师设计更好的材料，例如，如果激光直接射入眼睛，可以自动阻挡激光的频率。另一个例子是管理极热的温度，例如涡轮飞机发动机中的温度。新的工程材料可以帮助精确控制发动机关键热部件的温度，从而提高效率，从而降低燃料和维护成本。
菲迪说:“同样，在卫星上，当它们朝向太阳时，它们可能会被‘烤熟’，当它们离开太阳时，它们会非常冷。”“这些巨大的极端温度必须在卫星的设计中以某种方式加以控制。但如果有更有效的方法利用结构材料将太阳热量辐射出去，那将是非常有价值的。解决这一问题的通用方法可能有利于保持计算机芯片的冷却，同时开辟收集电磁能量的新方法。”
Fiddy指出，实现这样的可能性可能需要数年时间，但他希望NLM项目将提供新的理解和建模工具，以加速这一天的到来。因此，他补充说，这个新项目应该有利于现有的项目，比如极端的该公司专注于工程材料的特定用途。
NLM计划将分三个阶段展开。第一场比赛将挑战表演者开发一个模型，并证明它可以预测新现象，并作为设计工具。第二阶段将促使研究人员测试模型的实际效用，以确定对特定应用有用的新材料。第三阶段的目标是确定具体的挑战问题，并将选定的执行者及其各自的重点和应用与国防部利益相关者的作战需求联系起来。
DARPA于2017年11月28日为潜在的NLM提议者宣布了网络直播提议者日。有关登记资料及其他详情的特别通告可在此查阅:https://go.usa.gov/xnWut．在不久的将来，一个广泛的机构公告(BAA)招标将在FBO上发布。
了下:航空航天+国防
