Новий метаматеріал поєднує у собі здібності трьох видів тварин та може зробити невидимою будь-яку поверхню
Фото: motionarray.com
Його створила міжнародна група інженерів-оптоелектронників разом із вченими Цзилінського університету в Китаї. Результати дослідження опубліковані на Pnas.
Метаматеріали — це штучно сформовані та особливим чином структуровані середовища, які мають електромагнітні властивості, що виходять за межі властивостей компонентів, з яких вони складаються. Метаматеріали синтезують шляхом введення в природний матеріал різних періодичних структур з найрізноманітнішими геометричними формами.
Новий тип метаматеріалу, який назвали «Химерою», практично невидимий у спектрах видимого світла, мікрохвиль та інфрачервоного випромінювання.
Більшість розроблених раніше метаматеріалів були призначені для маскування об’єктів лише в одному типі спектра. Однак «Химера» здатна забезпечувати невидимість у кількох спектрах одночасно.
Читайте також: Вчені вперше створили тканини мозку за допомогою 3D-принтеру
Детальніше про «Химеру»
У пошуках ідеального рішення автори проєкту звернулися до природи та запозичили властивості одразу трьох видів тварин: хамелеонів, які вміло маскуються у видимому світлі, скляних жаб із їх прозорою шкірою та бородатим ящіркам, здатним ховатися від хижаків з інфрачервоним зором.
Творці матеріалу назвали свій метаматеріал «Химерою» на честь міфічної істоти, що поєднує риси трьох тварин, якими вони надихалися.
Створений матеріал імітує такі природні явища, використовуючи п’ятиетапний процес нанесення шарів. Кожен з них має унікальні властивості маскування.
Один із шарів відображає мікрохвилі, інший створює ілюзію прозорості завдяки вбудованій електронній схемі, а третій приховує теплові випромінювання за допомогою механізму, що змінює колір метаматеріалу для охолодження.
Вас може зацікавити: Створено розумну контактну лінзу, яка заряджається через повіка
Теплові зображення матеріалів, що зазвичай використовуються при поглинанні мікрохвильового випромінювання, та метаматеріал вчених. (A) Скло ITO зі струмом усунення 30 В; (B) Скло ITO без струму зміщення; (C) Лист графіту товщиною 0,05 мм зі струмом зміщення 2,4 В; (D) Аркуш графіту без струму зміщення. Фото: pnas.org
Технічні можливості «Химери»
Метаматеріал гарно показав себе у трьох різних методах невидимості на різних ландшафтах. Нижче коротко про кожний.
Широкосмуговий камуфляж з мікрохвильовим налаштуванням на місці. «Химера» імітує відображення широкого спектра природних ландшафтів у діапазоні від 8 до 12 ГГц, імітуючи такі поверхні, як вода, пісок, луки та замерзлий ландшафт.
Оптична прозорість. Подібно до скляної жаби, метаматеріал зберігає рівень оптичної прозорості, що робить її майже невидимою для видимого світла.
Електротермічний ефект. Наслідуючи бородатих ящірок, «Химера» може зменшити максимальну різницю температур між собою та навколишнім середовищем лише до 3.1°C – зміна, надто незначна для сприйняття людським оком.
Читайте популярне: Вчені розгадали загадку унікального матеріалу з Місяця: як він утворився
Результати тестів показали, що матеріал працює досить ефективно і може знайти широке застосування у різних галузях, від досліджень дикої природи до військових розробок.
Розробка відкриває нові перспективи в галузі маскування та стелс-технологій, демонструючи, як черпання ідей із природи може призвести до створення інноваційних матеріалів з унікальними властивостями.
Нагадаємо, корпорація Microsoft хоче зробити революцію у сфері акумуляторів за допомогою вперше відкритого матеріалу, і в цьому їй допоміг штучний інтелект (ШІ).
Ознайомтесь з іншими важливими матеріалами:
Учені створили рідкометалеву оперативну пам’ять: на що вона здатна
Створено сонячну батарею, яка може назавжди витіснити звичайні акумулятори
Вчені знайшли сферу, в якій ШІ програє людині
