近日，上海理工大学基础学部物理学院刘晋榕博士、黄吉平教授与合作者，在热超构材料与扩散系统控制领域取得新进展：提出并实验验证了“双零散射”（Dual-Zero-Scattering）理论框架，在热学系统中同时消除了背景介质和超构材料壳层内部的散射，实现了真正的“完美透明”。相关研究成果以"Dual-Zero-Scattering in Diffusive Transport"为题，于2026年5月13日发表于物理学期刊Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 136, 196901 (2026)）。该文入选Editors’ suggestion和Synopsis featured in physics [Physics 19, s60 (2026)]，并被国际科技媒体Tech Xplore专题报道(https://techxplore.com/news/2026-04-invisible-device-disturb-metamaterial-shell.html)。上海理工大学基础学部物理学院为该论文的共同通讯单位，青年教师刘晋榕博士为共同通讯作者。
完美控制物理场并消除不必要的场畸变（即散射）一直是现代物理学和工程学的核心目标之一，但热隐身斗篷等超构器件长期面临着一个根本性的物理困境：抑制外部散射必然扭曲内部物理场，传统设计无法同时消除内外部散射。针对该挑战，研究团队提出“双零散射”理论框架，融合变换热学与散射相消理论：先以散射相消抑制外部散射，再引入坐标变换拉直内部温度扰动。为解决极大各向异性热导率的实现难题，团队采用基于条件变分自编码器的深度学习逆向设计，实现了从目标热导率到微结构的自动化合成。实验证实，器件中等温线完美拉直平行，温度畸变被严格限制在预设薄功能层内，实现了功能性与散射特征的完全解耦，即真正的"物理透明"。该研究打破了内部畸变消除与外部隐身不可兼得的矛盾，为高精度热探测器、超导量子电路热隔离及活体细胞无扰温度监测奠定基础，其普适性还可推广至声学、光学、弹性力学等系统，推动下一代智能透明超构材料发展。
图：双零散射热超构材料的设计原理。(a)-(b) 无干扰的均匀背景与纯物体引起的温度场畸变（散射）。(c) 传统单零散射器件：超构材料壳层恢复了背景区域的温度分布，但壳层内部存在温度场扭曲。(d) 双零散射器件（以传感器为例）：通过坐标变换纠正内部等温线，同时消除背景和壳层中的散射，实现完美的“热透明”。
论文地址：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/vxsz-nnf3
