Як зробити плащ-невидимку - чудеса науки - новини
Іноді в житті виникають ситуації, коли нам необхідно. сховатися. Або приховати від сторонніх очей якісь об'єкти. Одним словом - замаскуватися. У цьому нам цілком здатні допомогти сучасні технології.
За останні роки дослідникам вдалося створити ряд метаматеріалів (композиційних матеріалів, властивості яких обумовлені не стільки властивостями складових їх елементів, скільки структурою), які не пропускають світло, звук, тепло і так далі.
Навіть в чарівному світі Гаррі Поттера плащ-невидимка був рідкістю
Зробити невидимим самої людини, на жаль, не вийде: для цього тканини нашого тіла повинні перестати ламати і відбивати світло. Але якщо і вдасться змінити людський організм для його невидимості, то невідомо ще, до яких наслідків це призведе. Наприклад, ми можемо осліпнути, бо невидимі очі перестануть вловлювати світло. Тому оптимальний варіант, який дозволить нам хоча б створити ілюзію зникнення, використовувати спеціальні «маскувальні» матеріали.
Йдеться, наприклад, про субстанції, яка має негативним кутом заломлення. В результаті світлові промені як би «огинають» об'єкт, і сторонній спостерігач бачить тільки те, що знаходиться позаду нього, а сам об'єкт залишається невидимим.
Перший крок до створення «плаща-невидимки» був зроблений ще в середині 90-х років минулого століття фізиком Імперського коледжу Лондона Джоном Пендрі. Вчений запропонував використовувати для цієї мети метаматеріали, до складу яких входять проводить електрику метал, а також діелектрик.
Кілька років тому японські вчені винайшли покривало для маскування. Спеціальні датчики, прикріплені до поверхні, надають покривала колір оточуючих його об'єктів та частково перешкоджають заломлення світла. Тому якщо об'єкт зйомки носить такий плащ, можна бачити інші предмети крізь нього!
Предмет, що знаходиться під покриттям, стає непроникним для магнітних променів. Таким чином, можна буде зробити більш безпечною процедуру МРТ і. «Обманювати» магнітні рамки, розташовані на вокзалах і в аеропортах.
Не так давно команді фізиків з Бірмінгема вдалося створити матеріал з одноосьовими кристалами нітриду кремнію на прозорій Нанопористий підкладці з оксиду кремнію. У кристалах виконали нанометрові отвори, що перетворило матеріал в гладке оптичне дзеркало, здатне приховувати об'єкти у видимому діапазоні.
Канадською компанією Hyperstealth, що спеціалізується на виготовленні камуфляжу, була розроблена м'яка тканина Quantum Stealth, що дозволяє «обводити» світло навколо об'єкту, що робить його невидимим не тільки для очей, а й для камер, а крім того, приховує також тіні від об'єктів.
Дослідники з Університету Північного Техасу в Далласі розробили технологію «стирання» об'єктів за допомогою вуглецевих нанотрубок. В її основі лежить фототермічна переломлення, або ефект міражу. Принцип розробленої технології наступний: оператори, поперемінно то включаючи, то вимикаючи подачу струму, нагрівають і охолоджують матеріал, що складається з циліндричних молекул вуглецю з високою теплопровідністю.
При цьому предмет, який знаходиться за завісою з даного матеріалу, то з'являється, то зникає. Правда, є одна проблема: для того щоб зникати, об'єкт неодмінно повинен бути поміщений в контейнер з водою.
У свою чергу, британської компанії Surrey Nanosystems вдалося створити «найтемніший матеріал на Землі». Він відображає всього 0,035% світлових променів.
Поверхня матеріалу під назвою Vantabalck складається з графітових нанотрубок в 10 тисяч разів тонше за людську волосину. Їх діаметр настільки малий, що просто не пропускає фотони світла. У підсумку вони потрапляють в простору між трубками і вже не можуть «вибратися» звідти. Розробники сподіваються, що матеріал знайде застосування в оптичних пристроях, різної електроніці і системах теплового захисту.
Білок зі шкіри кальмара
Вчених вже давно дивувала здатність таких морських тварин, як каракатиці, кальмари й восьминоги, залишатися невидимими в воді. Нещодавно група дослідників з Каліфорнійського університету і Університету Дьюка вирішила використовувати цю властивість при розробці камуфляжу для морських піхотинців.
У шкірі кальмара Loligo pealeii вони виявили білок рефлектін, який здатний підлаштовуватися під світлове випромінювання з різною довжиною хвилі. З'ясувалося, що в тканинах цього морського мешканця чергуються шари клітин з високим і низьким показником заломлення світла. Збільшуючи і скорочуючи відстані між ними, кальмар «відображає» світлові промені різних діапазонів і мімікрують.
Виділивши з клітин кальмара рефлектін з високим показником заломлення, дослідники помістили шар білка на плівки з оксиду графену і діоксиду кремнію. Потім вони почали по черзі обробляти матеріал то водяною парою, то розчином кислоти, змушуючи шар білка то розширюватися, то опадати, змінюючи при цьому колір.
Засіб від намацування
А фахівці з Технологічного інституту Карлсруе (Німеччина) розробили матеріал, здатний приховувати об'єкти. від намацування!
- «Плащ-невидимка» нового типу зроблений з полімерного метаматериала, чиї властивості визначаються особливою структурою, - говорить один з розробників, Тімо Бюкманн. - Нам вдалося побудувати навколо об'єкта структуру, опір якої змінюється в залежності від координат.
Структура покриття складається з тонких голок-конусів з дотичними між собою верхівками. Причому розмір точок контакту розрахований з максимальною точністю: саме цей параметр надає матеріалу необхідні механічні властивості. У підсумку, якщо помістити під покриття який-небудь предмет, то, чіпаючи матеріал зверху, ви ніколи не зможете його намацати.
Так, експериментуючи, вчені помістили в порожнину під покриттям твердий циліндр. Раніше, навіть якщо циліндр був покритий губчастим матеріалом або бавовною, це не «рятувало» його від намацування. Під чудо-матеріалом виявити циліндрик дослідникам так і не вдалося.
Тепер про найголовніше - про практичне застосування відкриття. Для чого це потрібно? Ну, припустимо, ви змушені спати на дивані або матраці, з якого випирають пружини, або на підлозі, або на землі і каменях - хіба мало які бувають обставини. Якщо у вас є покривало з матеріалу, що захищає від намацування, то ви не відчуєте ніякого незручності.
Новинка може зробити більш зручною і взуття. Якщо в підошву ваших туфель знизу встромиться цвях, ви його просто не відчуєте, хіба що він прониже наскрізь устілку з «суперматеріал».
Одяг йди сумка з чудесного матеріалу допоможе захиститися від злодіїв. Як відомо, грабіжники найчастіше спочатку обмацують речі і кишені зовні на предмет знаходження гаманця або мобільника, а вже потім лізуть туди рукою.
Якщо на вас будуть надіті куртка, пальто або плащ, виготовлені з тканини, що захищає від дотиків, або цінні речі будуть лежати в сумці з такого полімеру, то зловмисник просто не зможе нічого намацати. Хоча якщо він просто залізе в кишеню або сумку рукою, то навряд чи дане ноу-хау спрацює. Але для будь-якого правила є свої винятки.