Новый метаматериал сочетает в себе способности трех видов животных и может сделать невидимой любую поверхность
Фото: motionarray.com
Его создала международная группа инженеров-оптоэлектронщиков вместе с учеными Цзилинского университета в Китае. Результаты исследования опубликованы на Pnas.
Метаматериалы — это искусственно сформированные и особым образом структурированные среды, которые имеют электромагнитные свойства, выходящие за пределы свойств компонентов, из которых они состоят. Метаматериалы синтезируют путем введения в природный материал различных периодических структур с самыми разнообразными геометрическими формами.
Новый тип метаматериала, который назвали «Химерой», практически невидим в спектрах видимого света, микроволн и инфракрасного излучения.
Большинство разработанных ранее метаматериалов были предназначены для маскировки объектов только в одном типе спектра. Однако «Химера» способна обеспечивать невидимость в нескольких спектрах одновременно.
Читайте также: Ученые впервые создали ткани мозга с помощью 3D-принтера
Подробнее о «Химере»
В поисках идеального решения авторы проекта обратились к природе и позаимствовали свойства сразу трех видов животных: хамелеонов, которые умело маскируются в видимом свете, стеклянных лягушек с их прозрачной кожей и бородатых ящериц, способных скрываться от хищников с инфракрасным зрением.
Создатели материала назвали свой метаматериал «Химерой» в честь мифического существа, сочетающего черты трех животных, которыми они вдохновлялись.
Созданный материал имитирует такие природные явления, используя пятиэтапный процесс нанесения слоев. Каждый из них обладает уникальными свойствами маскировки.
Один из слоев отражает микроволны, другой создает иллюзию прозрачности благодаря встроенной электронной схеме, а третий скрывает тепловые излучения с помощью механизма, изменяющего цвет метаматериала для охлаждения.
Вас может заинтересовать: Создана умная контактная линза, которая заряжается через веко
Тепловые изображения материалов, обычно используемых при поглощении микроволнового излучения, и метаматериала ученых. (A) Стекло ITO с током смещения 30 В; (B) Стекло ITO без тока смещения; (C) Лист графита толщиной 0,05 мм с током смещения 2,4 В; (D) Лист графита без тока смещения. Фото: pnas.org
Технические возможности «Химеры»
Метаматериал хорошо показал себя в трех различных методах невидимости на разных ландшафтах. Ниже кратко о каждом из них.
Широкополосный камуфляж с микроволновой настройкой на месте. «Химера» имитирует отражение широкого спектра природных ландшафтов в диапазоне от 8 до 12 ГГц, имитируя такие поверхности, как вода, песок, луга и замерзший ландшафт.
Оптическая прозрачность. Подобно стеклянной лягушке, метаматериал сохраняет уровень оптической прозрачности, что делает его почти невидимым для видимого света.
Электротермический эффект. Подражая бородатым ящерицам, «Химера» может уменьшить максимальную разницу температур между собой и окружающей средой лишь до 3.1°C — изменение, слишком незначительное для восприятия человеческим глазом.
Читайте популярное: Ученые разгадали загадку уникального материала с Луны: как он образовался
Результаты тестов показали, что материал работает достаточно эффективно и может найти широкое применение в различных областях, от исследований дикой природы до военных разработок.
Разработка открывает новые перспективы в области маскировки и стелс-технологий, демонстрируя, как черпание идей из природы может привести к созданию инновационных материалов с уникальными свойствами.
Напомним, корпорация Microsoft хочет произвести революцию в сфере аккумуляторов с помощью впервые открытого материала, и в этом ей помог искусственный интеллект (ИИ).
Ознакомьтесь с другими важными материалами:
Ученые создали космический двигатель размером с ладонь: для чего
Ученые создали редкометаллическую оперативную память: на что она способна
Ученые нашли сферу, в которой ИИ проигрывает человеку
