Плащи-невидимки могут обмануть радары

Группа китайских исследователей разработала материал, сочетающий в себе характеристики гекконов, стеклянных лягушек и бородатых драконов.

Стеклянные лягушки — один из трёх видов, которые послужили источником вдохновения для исследования. Фото: iStock — Стеклянные лягушки — один из трёх видов, которые послужили источником вдохновения для исследования. Фото *: iStock*

Вдохновленные химерой из греческой мифологии, китайские исследователи объединили характеристики трех хладнокровных животных — гекконов, стеклянных лягушек и бородатых драконов — для создания гибридного материала, который может сделать плащи-невидимки реальностью, сообщила газета Times of India 30 января. Исследовательская группа из университетов Цзилинь и Цинхуа заявила, что разработала прототип, основанный на уникальных естественных способах выживания каждого вида животных, что делает его необнаружимым для микроволнового излучения, видимого света и инфракрасного спектра.

В исследовании, опубликованном 30 января в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , исследователи рассказали, что использовали биоинженерный подход к решению актуальной проблемы маскировки: недостаточной гибкости на различных типах местности. «Наша работа преобразует технологию маскировки из ситуативной, ограниченной среды в изменяющуюся местность, представляя собой важный шаг к электромагнетизму следующего поколения», — заявила команда.

Исследование основано на последних стремительных достижениях в области метаматериалов и композитных волокон с уникальными возможностями управления электромагнитными волнами, которые все чаще применяются в технологиях невидимости. Благодаря точному контролю структуры поверхности метаматериалы могут особым образом отражать электромагнитные волны, делая объекты невидимыми для радаров. Однако их основная функция заключается лишь в маскировке в определенных условиях.

Китайские ученые стремятся создать метаматериал, способный адаптироваться к различным спектральным условиям и типам местности, сохраняя при этом защиту от видимого и инфракрасного света. Они назвали этот метаматериал «Химера» в честь существа, состоящего из трех разных животных, поскольку он сочетает в себе способность хамелеона менять цвет, прозрачность стеклянной лягушки и терморегуляцию бородатой ящерицы.

Ведущий исследователь Сюй Чжаохуа из Цзилиньского университета рассказал, что их первоначальным источником вдохновения послужили гекконы — ящерицы, известные своей способностью менять цвет и оттенок кожи. Метаматериал «Химера» имитирует гекконов, регулируя свою отражательную способность микроволнового излучения, чтобы сливаться с различными ландшафтами, от водных поверхностей до лугов. На дизайн «Химеры» также повлияли стеклянные лягушки, обитающие в тропических лесах Центральной и Южной Америки, которые во время сна прячут большую часть своей крови в печени, делая свое тело прозрачным. Исследователи встроили электрическую схему «Химеры» между слоями ПЭТ-пластика и кварцевого стекла, чтобы достичь уровня оптической прозрачности, аналогичного естественным камуфляжным свойствам стеклянной лягушки.

Перед исследовательской группой стояла задача скрыть тепло, выделяемое электрическими цепями на поверхности метаматериала, которое могло быть обнаружено инфракрасными детекторами. Для решения этой проблемы ученые обратились к бородатым драконам из Австралии. Эта рептилия регулирует температуру своего тела, меняя цвет спины: от бледно-желтого, когда ей нужно охладиться, до темно-коричневого, чтобы согреться.

Используя механически управляемую конструкцию, исследовательская группа минимизировала разницу температур «Химеры» до 3,1 градуса Цельсия — уровня, недоступного для обнаружения с помощью тепловизионной техники на различных типах местности. Имитируя реакцию бородатых драконов на окружающую среду, метаматериал «Химера» может снизить вероятность его обнаружения дистанционными тепловыми детекторами.

Согласно исследовательской работе, прототип метаматериала «Химера» был разработан с использованием пятиэтапного процесса, начиная с нанесения рисунка на пластик, затем создания металлической сетки и заканчивая ручной сборкой для достижения многоспектральной невидимости. Исследовательская группа заявила, что потенциальные области применения новой технологии широки и варьируются от военного использования до охраны дикой природы. В военной сфере «Химера» может обеспечить значительное преимущество, позволяя солдатам или объектам сливаться с различными средами, избегая обнаружения камерами, инфракрасными детекторами и оптическими устройствами. Технология также может облегчить неинвазивное наблюдение за животными в их естественной среде обитания. Минимизируя воздействие человека на дикую природу, «Химера» может внести свой вклад в усилия по сохранению природы.

Ан Кханг (по данным газеты Times of India )

Ссылка на источник