Может ли хамелеон научить нас создавать невидимые технологии?

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли, вдохновленные способностью хамелеонов менять цвет кожи, разработали уникальный метаматериал, который умеет динамически переключаться между поглощением, передачей и отражением микроволн. Это открытие, опубликованное в журнале Science Advances в 2025 году, открывает двери для множества революционных применений в самых разных областях.
Может ли хамелеон научить нас создавать невидимые технологии?
Изображение носит иллюстративный характер

Ключевым моментом в разработке нового материала стало понимание того, как хамелеоны управляют своей окраской. Их кожа содержит фотонные кристаллы, расстояние между которыми может меняться, изменяя тем самым отражение света. Команда под руководством профессора Грейс Гу и постдокторанта Даниэля Лима разработала метаматериал, который имитирует этот процесс, но уже для микроволн.

Метаматериал представляет собой решетчатую структуру, которая может механически сжиматься и расширяться. В сжатом состоянии он поглощает более 90% микроволн в диапазоне от 4 до 18 ГГц, становясь практически невидимым для радаров. Это открывает огромные перспективы в области военной техники, позволяя создавать самолеты и транспортные средства, которые «исчезают» с экранов радаров.

Однако, в отличие от существующих материалов, которые имеют «фиксированную» реакцию на электромагнитные волны, новый метаматериал умеет адаптироваться к динамически изменяющимся условиям. В расширенном состоянии, он способен пропускать до 24.2% сигналов, что делает возможным использование беспроводных коммуникаций даже при наличии «невидимости» от радаров.

Для создания такого адаптивного материала, команда применяла 3D-печать и алгоритмы машинного обучения. Последние, в частности, были использованы для оптимизации структуры материала, чтобы точно контролировать его электромагнитные свойства. Это позволило добиться того, что материал может переключаться между различными режимами работы.

В своей работе профессор Гу отметила, что «ключевым открытием стала возможность достижения как широкополосного поглощения, так и высокой передачи в одной структуре». Это свойство, по ее словам, делает материал весьма гибким, а следовательно, перспективным для широкого круга приложений – от технологий «невидимки» до современных систем связи и сбора энергии.

Кроме оборонной сферы, материал может быть использован и в гражданских целях. Смарт-окна, которые могут «затемняться» для приватности и регулировать прохождение сигналов. Также этот материал может быть полезен для повышения эффективности сбора электромагнитной энергии и улучшения беспроводных коммуникаций.

Доктор Лим подчеркивает, что данный материал предоставляет уникальную возможность: «В оборонном применении, этот настраиваемый метаматериал можно использовать для создания транспортных средств или самолетов, которые становятся 'невидимыми' для радаров, когда это необходимо. При этом, он может пропускать сигналы связи, когда это требуется, обеспечивая одновременно как стелс, так и связь в единой системе».

Настраиваемая природа этого материала позволяет адаптировать его к изменяющимся потребностям, что делает его универсальным решением для управления электромагнитными волнами. Уникальное сочетание гибкости, программируемости и широкого спектра применения делает этот метаматериал важным шагом в развитии технологий будущего.


Новое на сайте

5765Может ли падение камня с неба стать яблоком раздора? 5764Может ли тряска стать привычным делом: новые землетрясения на Тайване 5763Может ли кристалл ионов переопределить секунду? 5762Действительно ли "зелёная" энергия так безупречна? 5761Как ионные каналы в микроскопических пузырьках обеспечивают межклеточную связь и лечат... 5760Что скрывается за слоями? Изучение влияния покрытия на сверхпроводимость никелатов 5759Могут ли микроскопические витки света революционизировать оптику? 5758Кольцо первооткрытий: от AdA к бозону Хиггса 5757Молекулярные двигатели: искусственная мускулатура на службе науки 5756Может ли электричество управлять магнетизмом будущего искусственного интеллекта? 5755Могут ли углеродные нанотрубки стать основой устойчивого будущего производства? 5753Могут ли наночастицы серебра из упаковки попадать в сухие продукты и что нам об этом... 5751Может ли астероид Бенну раскрыть тайну тёмной материи?