摘要：没有发动机，不用电池，只是一个小圆片，就能飞到几十公里高的太空边缘！顶刊《自然》刚刚（8月13日）发表一项突破性研究，哈佛大学研究人员制造出了一种指甲盖大小的微型“飞碟”，只需阳光就能悬浮起来！

没有发动机，不用电池，只是一个小圆片，就能飞到几十公里高的太空边缘！顶刊《自然》刚刚（8月13日）发表一项突破性研究，哈佛大学研究人员制造出了一种指甲盖大小的微型“飞碟”，只需阳光就能悬浮起来！

（图片来源：Schafer et al. Nature）

你可能会想，这是什么黑科技？是不是违背了物理学？难道是传说中的反重力技术？

恰恰相反，这项技术的原理，源自一个在物理教科书角落里“沉睡”了150年、几乎快被遗忘的智慧——光泳现象 (Photophoresis)。

◆ 01 150年前的老派物理，如何成为新晋网红？

还记得中学物理课上那个好玩的“光能辐射计”吗？150年前由化学家威廉·克鲁克斯 (William Crookes)发明，一个玻璃球里装着几片黑白分明的叶片，光一照，它自己就滴溜溜转个不停。

这背后没有什么玄的，秘密就在于：叶片的黑面能比白面吸收更多光热。

当阳光照射时，黑面温度急剧升高，会把周围的空气分子“烫”得活蹦乱跳，然后猛地把它们推开。这一推，就给了叶片一个反作用力。光越强，推力越大，风车转得越快。

所以这不是什么神秘魔法，而是150年前朴素又深刻的物理洞见。

哈佛的科学家们将这个侧向旋转的力，巧妙地转化为了向上的升力。

他们设计的微型圆盘由两片布满微孔的氧化铝薄片构成，底部薄片经过特殊处理（加入了铬的交替层）后，可以比顶部薄片吸收更多的光和热。光线一照，底部迅速升温，下方的热空气就像烧开的水一样，迫不及待地想通过中间的微孔向上蹿。一来一回，一股持续的向上推力就这么诞生了。

更绝的是，之前的类似研究需要好几个太阳那么强的光，圆片才能勉强“起飞”，而哈佛的这个新设计，只需要大约一半（55%）的太阳光强度，就能优雅地悬浮起来。这意味着，它离现实应用，迈出了一大步！

◆ 02 这小东西到底有什么用？

大聪明可能会想，哈佛发明的这个“飞碟”看起来太小了，似乎只能作为玩具，没什么实际用处吧？

这你可想错了，在我们地球的大气层中有一个特殊的区域——中间层 (mesosphere)。

这片位于海拔50到85公里的空域，飞机上不去，气象气球也够不着，导致我们对它知之甚少，科学家们甚至给它起了个外号叫“无知层” (ignorosphere)。

而现在随着这些“飞碟”的出现，一切都将随之改变。

如果有成千上万个这样的小“飞碟”，就像一群沉默的蒲公英种子，被阳光托举着，漂浮在地球的边缘。

研究人员计算，只需直径3厘米的“飞碟”，就可携带约10毫克的超微型传感器，组成一个前所未有的高空监测网络。实时收集那里的温度、气流、化学成分等关键数据，将为我们解开天气变化、气候模型、甚至臭氧层等一系列谜题，提供无可替代的视角。

研究人员甚至已经成立了一家名为“Rarefied Technologies”的初创公司，准备将它用于高空通信和更广泛的大气监测。

◆ 03 这太阳下山了怎么办？

二聪明肯定会问：夜晚没有太阳，这些小家伙岂不是要纷纷坠机了？

别担心，科学家们早就想到了。计算机模型显示，当太阳落山后，这些对温度极其敏感的圆盘，可以利用从地球表面辐射出的微弱热量来维持悬浮。

即使太阳落山，地球母亲的余温，也能为这些高空小精灵提供一夜的庇护。

从150年前的一个物理趣玩，到一个可能改变气象学、通信和空间探索的“黑科技”，这项研究完美地诠释了什么叫基础科学的力量。

参考文献:

Hsu, J. Tiny discs can levitate in the upper atmosphere using sunlight alone. New Scientist (2025).

Schafer, B.C., Kim, Jh., Sharipov, F. et al. Photophoretic flight of perforated structures in near-space conditions. Nature 644, 362–369 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09281-8

来源：徐德文科学频道