Плащи-невидимки могут обмануть радары

Вдохновленные химерой из греческой мифологии, китайские исследователи объединили характеристики трех хладнокровных животных — геккона, стеклянной лягушки и бородатой агамы, — чтобы создать гибридный материал, который может сделать плащи-невидимки реальностью, как сообщила газета Times of India 30 января. Команда из университетов Цзилинь и Цинхуа заявила, что разработала прототип, основанный на уникальной естественной стратегии выживания каждого животного, которую невозможно обнаружить в микроволнах, видимом свете и инфракрасном спектре.

В исследовании, опубликованном 30 января в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , исследователи заявили, что применили биоинженерный подход к решению актуальной проблемы камуфляжа, заключающейся в его неспособности адаптироваться к различным условиям местности. «Наша работа позволяет использовать технологию камуфляжа не только на ограниченных, но и на изменчивых территориях, что является важным шагом на пути к электромагнетизму нового поколения», — заявили исследователи.

Исследование основано на недавнем стремительном прогрессе в области метаматериалов и синтетических волокон с уникальными возможностями манипулирования электромагнитными волнами, которые всё чаще применяются в технологиях малозаметности. Благодаря точному управлению структурой поверхности метаматериалы способны отражать электромагнитные волны особым образом, делая объекты невидимыми для радаров. Однако их основное предназначение — камуфляж лишь в определённых условиях.

Китайские учёные работают над метаматериалом, способным адаптироваться к различным спектральным и ландшафтным условиям, оставаясь при этом непрозрачным для видимого и инфракрасного света. Они назвали метаматериал «Химера» в честь монстра, созданного из трёх разных животных, поскольку он сочетает в себе способность менять цвет геккона, прозрачность стеклянной лягушки и терморегуляцию бородатой агамы.

Ведущий исследователь Сюй Чжаохуа из Цзилиньского университета рассказал, что их первоначальным источником вдохновения послужил геккон — ящерица, известная своей способностью менять цвет и оттенок кожи. Метаматериал «Химера» имитирует геккона, регулируя его отражательную способность для слияния с различными ландшафтами, от воды до лугов. На дизайн «Химеры» также повлияла стеклянная лягушка, обитающая в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Во время сна она хранит большую часть крови в печени, что делает её тело прозрачным. Исследователи поместили схему «Химеры» между слоями ПЭТ-пластика и кварцевого стекла, чтобы добиться уровня оптической прозрачности, аналогичного естественным свойствам скрытности стеклянной лягушки.

Перед командой стояла задача скрыть тепло, выделяемое электричеством, используемым для питания поверхностных схем метаматериала, которое можно было бы увидеть с помощью инфракрасных детекторов. Чтобы решить эту проблему, учёные обратились к австралийским бородатым агамам. Эти рептилии регулируют температуру тела, меняя цвет спины: от бледно-жёлтого, когда им нужно охладиться, до тёмно-коричневого, когда они хотят оставаться в тепле.

Используя конструкцию с механическим управлением, команда снизила температурный градиент «Химеры» до 3,1 градуса Цельсия — уровня, не поддающегося обнаружению тепловизорами в различных условиях. Имитируя реакцию бородатых агам на естественную среду обитания, метаматериал «Химеры» может снизить вероятность её обнаружения дистанционными тепловыми датчиками.

Согласно исследовательской работе, прототип метаматериала «Химера» был разработан в ходе пятиэтапного процесса, начиная с формирования пластиковой модели, затем металлической сетки и заканчивая ручной сборкой для достижения многоспектральной невидимости. Команда утверждает, что потенциальные области применения новой технологии широки: от военного использования до охраны дикой природы. В военной сфере «Химера» может обеспечить ключевое преимущество, позволяя солдатам или объектам сливаться с разнообразной средой, избегая обнаружения камерами, инфракрасными датчиками и оптическими устройствами. Эта технология также может помочь в неинвазивном наблюдении за животными в их естественной среде обитания. Минимизируя воздействие человека на дикую природу, «Химера» может способствовать охране природы.

Ан Кханг (по данным Times of India )