Tarnumhänge können Radargeräte täuschen.

Ein Team chinesischer Forscher hat ein Tarnmaterial entwickelt, das Eigenschaften von Geckos, Glasfröschen und Bartagamen vereint.

Glasfrösche gehören zu den drei Arten, die die Forschung inspiriert haben. Foto : iStock

Inspiriert von der Chimäre der griechischen Mythologie, haben chinesische Forscher die Eigenschaften dreier wechselwarmer Tiere – Geckos, Glasfrösche und Bartagamen – kombiniert, um ein Hybridmaterial zu entwickeln, das Unsichtbarkeitsumhänge ermöglichen könnte, berichtete die Times of India am 30. Januar. Das Forschungsteam der Universitäten Jilin und Tsinghua gab an, einen Prototyp entwickelt zu haben, der auf den einzigartigen natürlichen Überlebensstrategien der einzelnen Tierarten basiert und somit für Mikrowellen, sichtbares Licht und Infrarotstrahlung unsichtbar ist.

In einer am 30. Januar in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ veröffentlichten Studie berichteten Forscher über ihren bioingenieurtechnischen Ansatz zur Lösung des aktuellen Tarnungsproblems: mangelnde Flexibilität in unterschiedlichem Gelände. „Unsere Arbeit transformiert die Tarntechnologie von einer situationsabhängigen, begrenzten Umgebung hin zu einem sich verändernden Terrain und stellt damit einen wichtigen Schritt hin zur Elektromagnetik der nächsten Generation dar“, so das Team.

Die Forschung basiert auf den jüngsten rasanten Fortschritten bei Metamaterialien und Verbundfasern mit einzigartigen Fähigkeiten zur Manipulation elektromagnetischer Wellen, die zunehmend in der Tarnkappentechnologie Anwendung finden. Durch präzise Steuerung der Oberflächenstruktur können Metamaterialien elektromagnetische Wellen auf spezielle Weise reflektieren und Objekte so für Radar unsichtbar machen. Ihre beabsichtigte Funktion bietet jedoch nur in bestimmten Umgebungen Tarnung.

Chinesische Wissenschaftler arbeiten an einem Metamaterial, das sich an unterschiedliche spektrale Bedingungen und Gelände anpassen kann und gleichzeitig gegenüber sichtbarem und infrarotem Licht resistent ist. Sie nennen dieses Metamaterial Chimäre, nach dem Wesen, das aus drei verschiedenen Tieren besteht, da es die Farbwechseleigenschaften eines Chamäleons, die Transparenz eines Glasfrosches und die Temperaturregulierung einer Bartagame vereint.

Der leitende Forscher Xu Zhaohua von der Jilin-Universität gab bekannt, dass die anfängliche Inspiration von Geckos stammte, jenen Echsen, die für ihre Fähigkeit bekannt sind, Farbe und Hautton zu verändern. Das Metamaterial Chimera ahmt Geckos nach, indem es seine Mikrowellenreflexion anpasst und sich so in verschiedene Umgebungen einfügt – von Wasseroberflächen bis hin zu Grasland. Das Design von Chimera wurde außerdem von den Glasfröschen beeinflusst, die in den Regenwäldern Mittel- und Südamerikas leben und im Schlaf den Großteil ihres Blutes in der Leber verbergen, wodurch ihr Körper transparent wird. Die Forscher betteten die elektrischen Schaltkreise von Chimera zwischen Schichten aus PET-Kunststoff und Quarzglas ein, um eine ähnliche optische Transparenz wie die natürliche Tarnung der Glasfrösche zu erreichen.

Das Forschungsteam stand vor der Herausforderung, die von den elektrischen Schaltkreisen auf der Oberfläche des Metamaterials erzeugte Wärme zu verbergen, da diese von Infrarotdetektoren erfasst werden könnte. Um dieses Problem zu lösen, nutzten die Wissenschaftler Bartagamen in Australien. Diese Reptilien regulieren ihre Körpertemperatur, indem sie die Farbe ihres Rückens verändern: von hellgelb, wenn sie abkühlen müssen, zu dunkelbraun, wenn sie warm bleiben.

Durch ein mechanisch gesteuertes Design minimierte das Forschungsteam die Temperaturdifferenz von Chimera auf 3,1 Grad Celsius – ein Wert, der in unterschiedlichem Gelände von Wärmebildkameras nicht erfasst werden kann. Indem das Metamaterial Chimera das Verhalten von Bartagamen in ihrer natürlichen Umgebung nachahmt, verringert es die Wahrscheinlichkeit, von Wärmebildkameras aus der Ferne entdeckt zu werden.

Laut der Forschungsarbeit wurde ein Prototyp des Metamaterials Chimera in einem fünfstufigen Verfahren entwickelt. Zunächst wurde ein Muster auf Kunststoff aufgebracht, anschließend ein Metallgitter gefertigt und schließlich die einzelnen Teile manuell zusammengefügt, um multispektrale Unsichtbarkeit zu erreichen. Das Forschungsteam erklärte, dass die potenziellen Anwendungsbereiche der neuen Technologie vielfältig seien und von militärischen Zwecken bis hin zum Naturschutz reichten. Im militärischen Bereich könnte Chimera einen entscheidenden Vorteil bieten, da Soldaten oder Objekte sich so in unterschiedliche Umgebungen einfügen und gleichzeitig der Entdeckung durch Kameras, Infrarotdetektoren und optische Geräte entgehen könnten. Die Technologie könnte zudem die nicht-invasive Beobachtung von Tieren in ihren natürlichen Lebensräumen erleichtern. Indem sie den menschlichen Einfluss auf die Tierwelt minimiert, kann Chimera einen wichtigen Beitrag zum Artenschutz leisten.

An Khang (laut Times of India )

Quellenlink: https://vnexpress.net/ao-choang-tang-hinh-co-the-danh-lua-radar-4707017.html