Плащи-невидимки всегда были объектом мечтаний как среди фанатов Гарри Поттера, так и для различных военных служб. В настоящее время миру было представлено несколько разработок, которые приблизились к тому, чтобы позволить пользователю исчезнуть из поля зрения, однако, принципы, благодаря которым они могут заявить о своей невидимости не совершенны и требуют ряд доработок.
Готовы поспорить, что группа исследователей из Сеульского национального университета и Университета Ханьян сможет вас удивить своей новой разработкой: искусственной кожей, которая может делать человека невидимым как в обычном свете, так и в инфракрасном спектре. Учёные признались, что вдохновились головоногими моллюсками – осьминогами и кальмарами, и по аналогии с их биологическими свойствами, позволяющими им прятаться на любом фоне, создали эластичное устройство, имитирующее кожу и способное быстро менять свой цвет, в зависимости от внешней температуры. Тот факт, что разработка позволяет скрыться не только от невооруженных глаз, но и от приборов, видящих в ИК-спектре – действительно впечатляет! При чем создатели обещают, что переключаться можно быстро, в зависимости от ситуации. Авторы надеются, что их изобретение послужит прототипом для разработки эластичных костюмов, которые принесут значимую пользу в секретных операциях национальных войск в будущем.
Подсказка на поверхности, надо лишь присмотреться
Учёные говорят о своей «мантии», как о более усовершенствованной версии термохромного материала – того, который широко используется в нашей повседневности – было время, когда большой популярностью пользовались кружки, которые меняли цвет в зависимости от температуры напитка. Известно, что при применении определённых видов термохромного вещества, цвет может меняться не на один, а на несколько, в зависимости от степени нагрева. При смешении красного, зеленого и синего, за счет изменения интенсивности одного из них, можно добиться миллионов различных комбинаций оттенков. Теоретически, материал, состоящий из трёх этих цветов работал бы аналогично телевизору, с пикселями RGB. Однако, есть одна фатальная проблема из-за которой создать мантию-невидимку из существующих термохромных материалов просто невозможно: их цветовая трансформация происходит крайне медленно.
На схеме (а) представлен источник биологического вдохновения — маскировка головоногих моллюсков как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне. На схеме (b) – принцип работы нового устройства на пиксельном уровне
И вот именно на эту фатальную проблему и предоставили решение наши южнокорейские ученые. Как? – с помощью электрического тока! После создания многослойного материала с электродами и проводящим слоем исследователи увидели гораздо более быструю реакцию в изменении цвета.
- в каждом пикселе устройства находится бифункциональный блок управления, который обеспечивает активное охлаждение и обогрев с помощью применения электрического воздействия
- изменение температуры влияет на термохромный слой, заставляя его воспроизвести нужный цвет
- масштабируемая пикселизация устройства позволяет управлять каждым пикселем автономно, регулируя температуру каждого пикселя, что помогает искусственной поверхности кожи адаптироваться к сложному фону рисунка с более высоким разрешением и, в конечном итоге, повысить уровень незаметности
- точный контроль температуры в каждом автономном пикселе обеспечивает маскировку в ИК-спектре, путем согласования с температурой окружающей среды
- эластичная, похожая на кожу структура устройства легко деформируется, повторяя изгибы человека
Для того, чтобы костюм «заработал», нужна всего одна входная переменная – температура! Получается совершенно новый тип системы маскировки. Одно устройство, мультиспектральное – свободно и быстро адаптируется как к стандартному для человеческого глаза диапазону, так и инфракрасному свету, осуществляя тепловой и хроматических контроль с помощью температуры. Это исследование служит доказательством правильности концепции и все еще нуждается в значительной доработке для практического применения в реальных условиях. Несмотря на это, оно представляет собой значительный скачок в области носимых невидимых материалов.
Используемая литература:
- Lee J. и др. Thermally Controlled, Active Imperceptible Artificial Skin in Visible-to-Infrared Range // Advanced Functional Materials. 2020. Т. 30. № 36. С. 2003328.
- Scientists Create Artificial Skin That Could Render Wearers Almost Invisible [Электронный ресурс]. URL: www.iflscience.com/technology/scientists-create-artificial-skin-that-could-render-wearers-almost-invisible
