Tarnumhänge können Radargeräte täuschen.

Ein Team chinesischer Forscher hat ein Material für einen Unsichtbarkeitsumhang entwickelt, das die Eigenschaften von Geckos, Glasfröschen und Bartagamen vereint.

Der Glasfrosch ist eines von drei Tieren, die die Studie inspiriert haben. Foto: iStock — Der Glasfrosch ist eines von drei Tieren, die die Studie inspiriert haben. Foto *: iStock*

Inspiriert von der Chimäre der griechischen Mythologie, kombinierten chinesische Forscher die Eigenschaften dreier wechselwarmer Tiere – Gecko, Glasfrosch und Bartagame – zu einem Hybridmaterial, 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 der einzigartigen natürlichen Überlebensstrategie jedes Tieres basiert und 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 gaben die Forscher an, einen bioingenieurwissenschaftlichen Ansatz für das aktuelle Tarnungsproblem – die mangelnde Flexibilität in unterschiedlichem Gelände – verwendet zu haben. „Unsere Arbeit erweitert die Tarntechnologie von begrenzten Anwendungsbereichen auf variable Gelände und ist damit ein wichtiger Schritt hin zur Elektromagnetik der nächsten Generation“, so das Team.

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

Chinesische Wissenschaftler arbeiten an einem Metamaterial, das sich an unterschiedliche spektrale und Geländebedingungen anpassen kann und dabei für sichtbares und infrarotes Licht undurchsichtig bleibt. Sie nennen das Metamaterial Chimäre, nach dem Monster aus drei verschiedenen Tieren, da es die Farbwechseleigenschaften eines Geckos, die Transparenz eines Glasfrosches und die Temperaturregulierung einer Bartagame vereint.

Der leitende Forscher Xu Zhaohua von der Jilin-Universität gab bekannt, dass die ursprüngliche Inspiration der Gecko war, eine Echse, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, Farbe und Hautton zu verändern. Das Metamaterial Chimera ahmt den Gecko nach, indem es seine Mikrowellenreflexion anpasst und sich so in verschiedene Umgebungen, von Wasser bis hin zu Grasland, einfügt. Das Design von Chimera wurde auch vom Glasfrosch beeinflusst, einer Regenwaldart Mittel- und Südamerikas, die im Schlaf den Großteil ihres Blutes in der Leber verbirgt und dadurch transparent wird. Die Forscher integrierten die Schaltkreise von Chimera zwischen Schichten aus PET-Kunststoff und Quarzglas, um eine optische Transparenz zu erreichen, die den natürlichen Tarnungseigenschaften des Glasfrosches ähnelt.

Das Team stand vor der Herausforderung, die Wärme zu verbergen, die durch den Stromfluss in den Oberflächenschaltungen des Metamaterials entsteht und für Infrarotdetektoren sichtbar sein könnte. Um dieses Problem zu lösen, wandten sich die Wissenschaftler der australischen Bartagame zu. Die Reptilien regulieren ihre Körpertemperatur, indem sie die Farbe ihres Rückens verändern: von hellgelb, wenn sie sich abkühlen müssen, zu dunkelbraun, wenn sie sich warmhalten wollen.

Mithilfe eines mechanischen Regelungskonzepts reduzierte das Team den Temperaturgradienten von Chimera auf 3,1 Grad Celsius – ein Wert, der in unterschiedlichem Gelände mit Wärmebildtechnik nicht mehr messbar ist. Indem das Metamaterial Chimera das Verhalten von Bartagamen in ihrer natürlichen Umgebung nachahmt, könnte es die Wahrscheinlichkeit verringern, von Wärmesensoren aus der Ferne erfasst zu werden.

Laut der Forschungsarbeit wurde ein Prototyp des Metamaterials Chimera in einem fünfstufigen Prozess entwickelt. Zunächst wurden Kunststoffmuster erstellt, anschließend Metallgitter aufgebracht und schließlich die einzelnen Teile manuell zusammengefügt, um multispektrale Unsichtbarkeit zu erreichen. Das Team erklärte, die potenziellen Anwendungsbereiche der neuen Technologie seien vielfältig und reichten vom Militär bis zum Naturschutz. Im militärischen Bereich könnte Chimera einen entscheidenden Vorteil bieten, indem es Soldaten oder Objekten ermöglicht, sich in unterschiedliche Umgebungen einzufügen und so der Entdeckung durch Kameras, Infrarotdetektoren und optische Geräte zu entgehen. Die Technologie könnte auch dazu beitragen, Tiere in ihrem natürlichen Lebensraum nicht-invasiv zu beobachten. Indem sie den menschlichen Einfluss auf die Tierwelt minimiert, kann Chimera einen Beitrag zum Artenschutz leisten.

An Khang (laut Times of India )

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