Смотрите, невидимый материал!
Технология, основанная на вымышленных динозаврах и реальных кальмарах, может защитить солдат и здания. Материал, на создание которого ученых вдохновили способные исчезать голливудские динозавры и невидимость реальных кальмаров, может быстро изменить отражение тепла. Это делает его невидимым для инфракрасного ночного видения. Результаты исследования, проведенного инженерами Калифорнийского университета в Ирвине, опубликованы в Science 23 марта 2018.
Профессор инженерных наук UCI Алон Городецкий и докторант Чэньи Сюй добились прорыва, изобретая новый эластичный материал с замечательными свойствами, смоделированный аналогично кожных покровов кальмара и голливудских динозавров.
Тонкие образцы ткани могут быстро изменяться, отражая тепло: их поверхность сглаживается или морщинится в течение секунды после растяжения или электрического разряда. Это позволяет им модулировать их температуру и делает их невидимыми для инфракрасных приборов ночного видения.
«В принципе, мы изобрели мягкий материал, который может отражать тепло таким же образом, как кожа кальмара может отражать свет», — сказал автор исследования Алон Городецкий. «Его поверхность меняется от морщинистой и тусклой до гладкой и блестящей, существенно меняя способ отражения тепла». Потенциальное использование включает в себя улучшение камуфляжа для войск и изоляцию для космических аппаратов, контейнеров для хранения, аварийных убежищ, пунктов медицинской помощи и строительства систем охлаждения (холодильное и морозильное оборудование) и отопления.
«Мы были вдохновлены как научной фантастикой, так и фактом науки — видя, что динозавры исчезают и появляются под инфракрасной камерой в „Мире Юрского периода“, и наблюдая за тем, как кальмары, снятые под водой, делают похожие вещи», — сказал Городецкий. «Поэтому мы решили объединить эти концепции для разработки действительно уникальной технологии». Изготовленный из сэндвичей из алюминия, пластика и липкой ленты материал трансформирует свою поверхность с морщинистой и серой на глянцевую, когда он либо натягивается вручную, либо переключается электричеством. Устройства, отражающие тепло, такие как аварийные одеяла, существуют на протяжении десятилетий. Но в последние несколько лет в лаборатории Городецкого и других центрах пытались создать значительно улучшенные версии, используя биоиндустриальную инженерию. Одним из направлений было подражание способности кальмаров и других головоногих моллюсков мгновенно менять цвет кожи, чтобы вписаться в окружающую среду и стать невидимыми. Теперь Городецкий и его команда сделали это, создав образцы, которые затем могут быть увеличены до больших листов коммерчески пригодного материала. Патенты находятся на рассмотрении.
«Это было тяжело, особенно на первом этапе, когда мы учились работать с неподчиняющимся нам материалом», — сказал докторант Чэньи Сюй, ведущий автор. После множества проб и ошибок, связанных с тысячами попыток, он и докторант Джордж Стиубиану наконец увидели изменение зеркального покрытия, когда они потянули его в сторону. «Весь проект был таким захватывающим», — резюмировал он. Городецкий похвалил свою команду, сказав: «Это именно тот тип аспирантов, которые должны работать в Калифорнийском университете. Они потрясающие».
