星際旅行靠光推進(jìn)，這個(gè)科幻場(chǎng)景正在走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。光帆——那種靠反射光線獲得推力、在太空中滑行的巨大薄膜——被認(rèn)為是跨越星際距離的最佳方案。但一個(gè)關(guān)鍵問題始終懸而未決：怎么轉(zhuǎn)向？

現(xiàn)在，美國(guó)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的Kaushik Kudtarkar團(tuán)隊(duì)給出了答案。他們?cè)斐鲆环N叫"元射流"（metajet）的微型裝置，不僅能被光推動(dòng)，還能被光操控方向。"我們?cè)缇椭拦饣蚣す饪梢詡鬟f動(dòng)量，但現(xiàn)在我們還能控制方向了，"Kudtarkar說。

這個(gè)裝置的核心是一種叫"超表面"（metasurface）的材料——極薄的片狀結(jié)構(gòu)，表面刻有精細(xì)紋理，專門用來操控光線。但研究團(tuán)隊(duì)反其道而行：讓光線來操控超表面本身。材料表面排列著微型柱狀結(jié)構(gòu)，這些柱子的大小和圖案決定了光線穿透時(shí)的折射路徑，進(jìn)而控制光對(duì)整個(gè)裝置施加的動(dòng)量大小和方向。整個(gè)裝置直徑約0.01毫米。

實(shí)驗(yàn)在液體環(huán)境中進(jìn)行。研究人員將硅制裝置放入水中，用激光照射，通過顯微鏡追蹤其運(yùn)動(dòng)。結(jié)果顯示，元射流同時(shí)實(shí)現(xiàn)了懸浮和水平移動(dòng)，最高速度約0.07毫米/秒。

研究團(tuán)隊(duì)還捕捉了元射流前進(jìn)過程的影像，每10秒記錄一幀。畫面顯示，這個(gè)微型裝置在激光照射下穩(wěn)定地沿特定方向移動(dòng)。

"既然我們弄清楚了作用在這個(gè)裝置上的力學(xué)原理，你就可以改變超表面設(shè)計(jì)，讓它朝任何你想要的方向前進(jìn)，"Kudtarkar解釋道。他進(jìn)一步指出，目前已存在能隨時(shí)間改變形狀的超表面材料，這類材料未來可用于光帆的太空轉(zhuǎn)向。

應(yīng)用場(chǎng)景不止于太空。Kudtarkar提到，同樣的技術(shù)可以保留現(xiàn)有尺寸，直接用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域："這些裝置可以把藥物推送到特定位置。"用激光直接操控藥物分子并非新技術(shù)，但激光的熱量會(huì)損傷分子結(jié)構(gòu)；而元射流方案中，藥物不會(huì)直接暴露在激光的熱量和光束下。

研究團(tuán)隊(duì)下一步的目標(biāo)是讓裝置適配不同波長(zhǎng)的光，尤其是太陽(yáng)光的全光譜——這對(duì)真正用于星際旅行的光帆至關(guān)重要。"這一切都有點(diǎn)科幻色彩，"Kudtarkar坦言。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《Newton》期刊，DOI: 10.1016/j.newton.2026.100471。