Tarnkappen können Radar täuschen

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

Der Glasfrosch ist eines der drei Tiere, die die Studie inspirierten. Foto : iStock

Inspiriert von dem Chimärenmonster aus der griechischen Mythologie haben chinesische Forscher die Eigenschaften dreier kaltblütiger Tiere – des Geckos, des Glasfrosches und des Bartagames – kombiniert, um ein Hybridmaterial zu schaffen, das Tarnumhänge Wirklichkeit werden lassen könnte, berichtete die Times of India am 30. Januar. Das Team der Universitäten Jilin und Tsinghua sagte, sie hätten einen Prototyp entworfen, der auf der einzigartigen natürlichen Überlebensstrategie jedes einzelnen Tiers basiere und im Mikrowellen-, sichtbaren Licht- und Infrarotspektrum nicht erkennbar sei.

In einer am 30. Januar in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie erklärten die Forscher, sie hätten das aktuelle Tarnproblem, die mangelnde Flexibilität in unterschiedlichem Gelände, mit einem biotechnologischen Ansatz gelöst. „Unsere Arbeit verlagert die Tarntechnologie von begrenztem auf variables Gelände und stellt damit einen wichtigen Schritt in Richtung Elektromagnetismus der nächsten Generation dar“, 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 eingesetzt werden. Durch die präzise Steuerung ihrer Oberflächenstruktur können Metamaterialien elektromagnetische Wellen gezielt reflektieren und so Objekte für Radar unsichtbar machen. Ihre eigentliche Funktion dient jedoch nur der Tarnung in bestimmten Umgebungen.

Chinesische Wissenschaftler arbeiten an einem Metamaterial, das sich an unterschiedliche spektrale und Geländebedingungen anpassen kann und gleichzeitig für sichtbares und infrarotes Licht undurchlässig bleibt. Sie nennen das Metamaterial Chimera, nach dem aus drei verschiedenen Tieren zusammengesetzten Monster, weil es die Farbwechseleigenschaften eines Geckos, die Transparenz eines Glasfrosches und die Temperaturregulierung eines Bartagamen vereint.

Der leitende Forscher Xu Zhaohua von der Jilin-Universität gab bekannt, dass ihre ursprüngliche Inspiration der Gecko war, eine Eidechse, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, ihre Farbe und Hautfarbe zu ändern. Das Chimera-Metamaterial imitiert den Gecko, indem es seine Mikrowellenreflexion anpasst, um sich an verschiedene Landschaften anzupassen, von Wasser bis Grasland. Das Design von Chimera wurde auch vom Glasfrosch beeinflusst, der in den Regenwäldern Mittel- und Südamerikas lebt und im Schlaf den Großteil seines Blutes in seiner Leber speichert, wodurch sein Körper durchsichtig wird. Die Forscher fügten die Schaltkreise von Chimera zwischen Schichten aus PET-Kunststoff und Quarzglas ein, um ein Maß an optischer Transparenz zu erreichen, das den natürlichen Tarneigenschaften des Glasfrosches ähnelt.

Das Team stand vor der Herausforderung, die Wärme zu verbergen, die durch den Strom erzeugt wird, der die Oberflächenschaltkreise des Metamaterials mit Strom versorgt und für Infrarotdetektoren sichtbar sein könnte. Um dieses Problem zu lösen, wandten sich die Wissenschaftler dem australischen Bartagamen zu. Die Reptilien regulieren ihre Körpertemperatur, indem sie die Farbe ihres Rückens ändern – von hellgelb, wenn sie sich abkühlen müssen, zu dunkelbraun, wenn sie sich warmhalten wollen.

Mithilfe eines mechanischen Steuerungsdesigns reduzierte das Team den Temperaturgradienten von Chimera auf 3,1 Grad Celsius – ein Wert, der mit Wärmebildtechnologie in verschiedenen Geländen nicht messbar ist. Indem das Chimera-Metamaterial die Reaktion von Bartagamen auf ihre natürliche Umgebung nachahmt, kann es die Wahrscheinlichkeit verringern, von entfernten Wärmemeldern erkannt zu werden.

Der Forschungsarbeit zufolge wurde ein Prototyp des Chimera-Metamaterials in einem fünfstufigen Prozess entwickelt, der mit der Kunststoffstrukturierung begann, über die Metallvernetzung bis hin zur manuellen Montage reichte, um multispektrale Unsichtbarkeit zu erreichen. Laut dem Team sind die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten der neuen Technologie vielfältig und reichen vom militärischen Einsatz bis zum Artenschutz. Im militärischen Bereich könnte Chimera einen entscheidenden Vorteil bieten, indem es Soldaten oder Objekten ermöglicht, sich in unterschiedliche Umgebungen einzufügen und gleichzeitig der Erkennung durch Kameras, Infrarotdetektoren und optische Geräte zu entgehen. Die Technologie könnte auch dabei helfen, Tiere in ihrem natürlichen Lebensraum auf nicht-invasive Weise zu beobachten. Indem Chimera den menschlichen Einfluss auf die Tierwelt minimiert, könnte es zum Artenschutz beitragen.

An Khang (laut Times of India )

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