Сучасний плá-невидимка: вчені створили матеріал, що поглинає 99% світла

Дослідники вивчили особливості комах роду Cicadella і створили штучний матеріал, що імітує здатність цикадок до чудового маскування.

Обмін рідиною у більшості комах влаштований не так, як у людей. Маленькі тварини дуже неохоче розлучаються з дорогоцінною вологою, а тому навіть мікроскопічні частинки води, які вони виділяють в якості своєрідного «поту», мають низку досить цікавих властивостей. Вчені звернули увагу на те, що подібні виділення біля цикадок (рід Cicadella) здатні змінювати довжини світлових хвиль. Ця механіка може лягти в основу маскувальних технологій майбутнього і дозволить інженерам розробити справжнісінький плá-невидимку!

Невидимість: наука вчиться у природи

Існує кілька способів досягти повної або часткової невидимості тіла, і тварини активно користуються ними для маскування в природному середовищі проживання. Завдяки поглинанню світла крилами цикадки їй вдається ставати непомітною для хижаків. Вчені з Університету штату Пенсільванія придумали синтетичні матеріали, які імітують мікрочастинки, що використовуються комахами. Для цього вони виконали в тканині нановідверстія для поглинання світла, що надходить з будь-якого боку, в широкому діапазоні частот.

Штучні брохосоми, пофарбовані спеціальним барвником

Як зазначають самі вчені, синтетичні матеріали допомогли біологам нарешті зрозуміти те, як цикадкам вдається так добре маскуватися в дикій природі. Самі мікрочастинки називаються брохосоми: за допомогою складного п'ятиступінчастого електрохімічного процесу, дослідникам вдалося створити їх імітацію. Штучний матеріал в результаті здатний поглинати 99% спрямованого світла - від ультрафіолетового до близького до інфрачервоного, включаючи і видимий діапазон.

Коли дослідники вирішили випробувати своє дітище на практиці, то помістили його на листя рослини і вивчили за допомогою «погляду божої корівки» - пристрою, що обмежує зоровий спектр і дозволяє людині бачити так само, як і однойменна комаха. Результати були вражаючими: візуально відрізнити лист від лежачої на ньому «здобичі» було практично неможливо.

Значення винаходу

В даний час наукова спільнота сперечається з приводу того, чи можна зробити повністю невидимий матеріал. Один з авторів нового дослідження, Так-Сін Вонг, вважає, що вся справа в правильному підборі матеріалів під конкретні потреби - поглинаючі матеріали корисні не тільки як засіб досягнення оптичної невидимості. Він наводить як приклад оксид марганцю, який в даний час широко використовується в акумуляторах і суперконденсаторах. Через високу площу поверхні ця частинка може створювати хороший акумуляторий заряд і, як наслідок, забезпечити прискорене протікання хімічної реакції. Це стане в нагоді для цілої низки завдань: наприклад, телескопи зможуть набагато точніше моніторити глибини космосу, а сонячні батареї навчаться ефективніше поглинати енергію світла.