Як зробити плá-невидимку?

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...

Обман зору

Зробити невидимою саму людину, 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 засліпнути, тому що невидимі очі перестануть вловлювати світло... Тому оптимальний варіант, який дозволить нам хоча б створити ілюзію зникнення, використовувати спеціальні «маскувальні» матеріали.

Мова йде, наприклад, про субстанцію, що володіє негативним кутом заломлення. У 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 метаматеріали, до складу яких входять метал, що проводить електрику, а також діелектрик.

Кілька років тому японські вчені винайшли покривало для маскування. Спеціальні датчики, прикріплені до поверхні, надають покривалу колір навколишніх його об'єктів і частково перешкоджають заломленню світла. Тому якщо людина одягла такий плеолог, можна бачити інші предмети крізь неї!

У 2011 році група вчених з Барселонського університету (Іспанія) на чолі з Альваро Санчесом спільно з колегами зі Словацької академії наук запропонувала систему захисту об'єктів від впливу магнітного поля за допомогою ферромагнітного покриття. З цього матеріалу робляться, наприклад, звичайні магнітики на холодильник.

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 одноосними кристалами нітриду кремнію на прозорій нанопористій підкладці з оксиду кремнію. У кристалах виконали нанометрові отвори, що перетворило матеріал на 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'єкта, що робить його невидимим не тільки для очей, але і для камер, а крім того, приховує також тіні від об'єктів.

Тестування Quantum Stealth почалося в 2012 році. Правда, спочатку матеріал призначався тільки для військових. У квітні 2014 року компанія оголосила про запуск комерційного варіанту «плаща-невидимки» - Hyperstealth INVISIB. Можливо, наступного року тканина вже надійде у вільний продаж.

Даєш нанотрубки!

Дослідники з Університету Північного Техасу в Далласі розробили технологію «стирання» об'єктів за допомогою вуглецевих нанотрубок. В її основі лежить фототермічне заломлення, або ефект міражу. Принцип розробленої технології наступний: оператори, поперемінно то включаючи, то вимикаючи подачу струму, нагрівають і остужають 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, британській 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 людського волосся. Їх діаметр настільки малий, що просто не пропускає фотони світла. У підсумку вони потрапляють у простори між трубками і вже не можуть «вибратися» звідти. Розробники сподіваються, що матеріал знайде застосування в оптичних пристроях, різній електроніці та системах теплового захисту.

Білок зі шкіри кальмару

Вчених вже давно дивувала здатність таких морських тварин, як каракатиці, кальмари і восьминоги, залишатися невидимими у воді. Нещодавно група дослідників з Каліфорнійського університету та Університету Дьюка вирішила використовувати цю властивість при розробці камуфляжу для морських піхотинців.

У шкірі кальмара Loligo pealeii вони виявили білок рефлектин, 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 мімікрує.

Виділивши з клітин кальмара рефлектин з високим показником заломлення, дослідники помістили шар білка на плівки з оксиду графену і діоксиду кремнію. Потім вони почали поперемінно обробляти матеріал водяним пором, 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!

- «Плá-невидимка» нового типу зроблений з полімерного метаматеріалу, чиї властивості визначаються особливою структурою, - говорить один з розробників, Тімо Бюкманн. - Нам вдалося побудувати навколо об'єкта структуру, опір якої змінюється залежно від координат.

Структура покриття складається з тонких голок-конусів з стикаються 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 якийсь 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 диво-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 - мало які бувають обставини... Якщо у вас є покривало з матеріалу, що захищає від намацування, то ви не відчуєте ніякої незручності.

- Це нагадує казку Ганса Християна Андерсена «Принцеса на горошині», - прокоментував Тімо Бюкманн. У казці чутлива принцеса все ж зуміла відчути тверду горошину під сотнею матраців. Одного шару нашого матеріалу виявилося б достатньо, щоб принцеса спокійно проспала всю ніч.

Новинка може зробити більш зручним і взуття. Якщо в підошву ваших туфель знизу встромляється цвях, ви його просто не відчуєте, хіба що він пронизує наскрізь устілку з «суперматеріалу».

Одяг іди сумка з чудового матеріалу допоможе захиститися від злодіїв. Як відомо, грабіжники найчастіше спочатку відчувають речі і кишені зовні на предмет знаходження гаманця або мобільника, а вже потім лізуть туди рукою...

Якщо на вас будуть надягнуті куртка, пальто або плá, 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 всякого правила є свої винятки...