უხილავი მოსასხამი. როგორ მუშაობს უხილავი მოსასხამი? კალმარის გარდერობი


თუ უჩვეულო შემთხვევა დაგემართათ, ნახეთ უცნაური არსება ან გაუგებარი ფენომენი, გქონდათ უჩვეულო სიზმარი, დაინახეთ უცხოპლანეტელები ცაში ან გახდით უცხოპლანეტელების გატაცების მსხვერპლი, შეგიძლიათ გამოგვიგზავნოთ თქვენი ამბავი და გამოქვეყნდება ჩვენს საიტზე ===> .

ზოგჯერ ცხოვრებაში არის სიტუაციები, როდესაც ჩვენ გვჭირდება ... დამალვა. ან დამალეთ ზოგიერთი ობიექტი ცნობისმოყვარე თვალებისგან. ერთი სიტყვით, შენიღბვა. სწორედ აქ დაგვეხმარება თანამედროვე ტექნოლოგიები.

ბოლო წლებში მკვლევარებმა შეძლეს შექმნან მრავალი მეტამასალა (კომპოზიტური მასალები, რომელთა თვისებები განისაზღვრება არა იმდენად შემადგენელი ელემენტების თვისებებით, რამდენადაც სტრუქტურით), რომლებიც არ გადასცემენ სინათლეს, ხმას, სითბოს და ა.შ. .

ჰარი პოტერის ჯადოქრულ სამყაროშიც კი უხილავი მოსასხამი იშვიათობა იყო.


Ოპტიკური ილუზია

რომ ადამიანი უხილავი გახდეს, სამწუხაროდ, არ იმუშავებს: ამისთვის ჩვენი სხეულის ქსოვილებმა უნდა შეწყვიტონ რეფრაქცია და სინათლის არეკვლა. მაგრამ მაშინაც კი, თუ შესაძლებელია ადამიანის ორგანიზმის შეცვლა მისი უხილავობით, ჯერ კიდევ უცნობია, რა შედეგებამდე მიგვიყვანს ეს. მაგალითად, შეგვიძლია დავბრმავდეთ, რადგან უხილავი თვალები სინათლეს ვეღარ დაიჭერენ... ამიტომ, საუკეთესო ვარიანტი, რომელიც საშუალებას მოგვცემს მაინც შევქმნათ გაუჩინარების ილუზია, არის სპეციალური „კამუფლაჟის“ მასალების გამოყენება.

ჩვენ ვსაუბრობთ, მაგალითად, ნივთიერებაზე, რომელსაც აქვს გარდატეხის უარყოფითი კუთხე. შედეგად, სინათლის სხივები თითქოს „ფარავს“ ობიექტს და გარე დამკვირვებელი ხედავს მხოლოდ იმას, რაც მის უკან არის, ხოლო თავად ობიექტი უხილავი რჩება.

პირველი ნაბიჯი "უხილავი სამოსის" შექმნისკენ ჯერ კიდევ გასული საუკუნის 90-იანი წლების შუა ხანებში გადადგა ლონდონის იმპერიული კოლეჯის ფიზიკოსმა ჯონ პენდრიმ. მეცნიერმა შესთავაზა ამ მიზნით მეტამასალის გამოყენება, რომელიც მოიცავს ლითონის გამტარ ელექტროენერგიას, ასევე დიელექტრიკს.

რამდენიმე წლის წინ იაპონელმა მეცნიერებმა შენიღბვის ფარდა გამოიგონეს. ზედაპირზე დამაგრებული სპეციალური სენსორები ფარდას აძლევს მიმდებარე ობიექტების ფერს და ნაწილობრივ ხელს უშლის სინათლის რეფრაქციას. ამიტომ, თუ ადამიანმა ჩაიცვა ასეთი მოსასხამი, მისი მეშვეობით სხვა საგნების დანახვა შეგიძლიათ!

2011 წელს, ბარსელონას უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა (ესპანეთი), ალვარო სანჩესის ხელმძღვანელობით, სლოვაკეთის მეცნიერებათა აკადემიის კოლეგებთან ერთად, შემოგვთავაზა მაგნიტური ველებისგან ობიექტების დაცვის სისტემა ფერომაგნიტური საფარის გამოყენებით. მაგალითად, ამ მასალისგან მზადდება ჩვეულებრივი მაცივრის მაგნიტები.

საფარის ქვეშ მყოფი ობიექტი ხდება მაგნიტური სხივებისადმი შეუღწევადი. ამრიგად, შესაძლებელი გახდება MRI პროცედურის უსაფრთხოება და... „მოტყუება“ მატარებლის სადგურებსა და აეროპორტებში განლაგებული მაგნიტური ჩარჩოების.

არც ისე დიდი ხნის წინ, ფიზიკოსთა ჯგუფმა ბირმინგემიდან მოახერხა მასალის შექმნა ცალღეროვანი სილიციუმის ნიტრიდის კრისტალებით გამჭვირვალე ნანოფოროვან სილიციუმის ოქსიდის სუბსტრატზე. კრისტალებში გაკეთდა ნანომეტრიანი ხვრელები, რამაც მასალა გადააქცია გლუვ ოპტიკურ სარკედ, რომელსაც შეუძლია ობიექტების დამალვა ხილულ დიაპაზონში.

კანადურმა შენიღბვის კომპანია Hyperstealth-მა შეიმუშავა Quantum Stealth, რბილი ქსოვილი, რომელიც საშუალებას აძლევს შუქს „მოირგოს“ ობიექტის გარშემო, რაც მას უხილავს ხდის არა მხოლოდ თვალებისთვის, არამედ კამერებისთვის და ასევე მალავს ჩრდილებს ობიექტებისგან.

Quantum Stealth-ის ტესტირება 2012 წელს დაიწყო. მართალია, თავდაპირველად მასალა მხოლოდ სამხედროებისთვის იყო განკუთვნილი. 2014 წლის აპრილში კომპანიამ გამოაცხადა "უხილავი სამოსის" კომერციული ვერსიის - Hyperstealth INVISIB. ალბათ მომავალ წელს ქსოვილი უკვე გაყიდვაში გამოვა.

მიეცით ნანომილები!

დალასის ჩრდილოეთ ტეხასის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს ტექნოლოგია ნახშირბადის ნანომილების გამოყენებით ობიექტების „წაშლაზე“. იგი ეფუძნება ფოტოთერმულ რეფრაქციას, ანუ მირაჟის ეფექტს. შემუშავებული ტექნოლოგიის პრინციპი ასეთია: ოპერატორები, რომლებიც მონაცვლეობით რთავენ და გამორბენ დენის მიწოდებას, ათბობენ და აციებენ მასალას, რომელიც შედგება ცილინდრული ნახშირბადის მოლეკულებისგან მაღალი თბოგამტარობის მქონე.

ამავდროულად, საგანი, რომელიც ამ მასალის ფარდის მიღმაა, ან ჩნდება, ან ქრება... თუმცა, არის ერთი პრობლემა: იმისათვის, რომ გაქრეს, ობიექტი აუცილებლად უნდა მოათავსოთ კონტეინერში წყლით.

თავის მხრივ, ბრიტანულმა კომპანია Surrey Nanosystems-მა მოახერხა „დედამიწაზე ყველაზე ბნელი მასალის“ შექმნა. ის ირეკლავს სინათლის სხივების მხოლოდ 0,035%-ს.

მასალის ზედაპირი, სახელად Vantabalck, შედგება გრაფიტის ნანომილებისაგან 10000-ჯერ უფრო თხელი ვიდრე ადამიანის თმა. მათი დიამეტრი იმდენად მცირეა, რომ უბრალოდ არ გადასცემს სინათლის ფოტონებს. შედეგად, ისინი ვარდებიან მილებს შორის არსებულ სივრცეებში და ვეღარ "გამოდიან" იქიდან. დეველოპერები იმედოვნებენ, რომ მასალა იპოვის გამოყენებას ოპტიკურ მოწყობილობებში, სხვადასხვა ელექტრონიკაში და თერმული დაცვის სისტემებში.

ცილა კალმარის კანიდან

მეცნიერები დიდი ხანია გაოცებულები არიან საზღვაო ცხოველების, როგორიცაა კუპი, კალმარი და რვაფეხა, წყალში უხილავი დარჩენის უნარით. ცოტა ხნის წინ, კალიფორნიის უნივერსიტეტისა და დიუკის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა გადაწყვიტა ეს ქონება გამოეყენებინა საზღვაო ქვეითებისთვის შენიღბვის შემუშავებაში.

კალმარი Loligo pealeii-ს კანში აღმოაჩინეს ცილა რეფლექტინი, რომელსაც შეუძლია მოერგოს სინათლის გამოსხივებას სხვადასხვა ტალღის სიგრძით. აღმოჩნდა, რომ ამ საზღვაო ცხოვრების ქსოვილებში ალტერნატიულია უჯრედების ფენები სინათლის მაღალი და დაბალი რეფრაქციული ინდექსით. მათ შორის მანძილის გაზრდით და შემცირებით კალმარი „არეკლავს“ სხვადასხვა დიაპაზონის სინათლის სხივებს და მიბაძავს.

კალმარის უჯრედებიდან მაღალი რეფრაქციული ინდექსით რეფლექტინის იზოლირების შემდეგ, მკვლევარებმა ცილის ფენა მოათავსეს გრაფენის ოქსიდისა და სილიციუმის დიოქსიდის ფილებზე. შემდეგ მათ დაიწყეს მასალის მონაცვლეობით დამუშავება წყლის ორთქლით, შემდეგ მჟავა ხსნარით, რის შედეგადაც ცილის ფენა გაფართოვდა, შემდეგ ცვივა, ხოლო ფერის შეცვლა.

წამალია ხელჩასაჭიდი

და კარლსრუეს ტექნოლოგიური ინსტიტუტის სპეციალისტებმა (გერმანია) შეიმუშავეს მასალა, რომელსაც შეუძლია ობიექტების დამალვა ... ჩხუბისგან!

„ახალი ტიპის უხილავი მოსასხამი დამზადებულია პოლიმერული მეტამასალისაგან, რომლის თვისებები განისაზღვრება სპეციალური სტრუქტურით“, - ამბობს ერთ-ერთი შემქმნელი, ტიმო ბაკმანი. - ობიექტის ირგვლივ მოვახერხეთ სტრუქტურის აგება, რომლის წინააღმდეგობაც იცვლება კოორდინატების მიხედვით.

საფარის სტრუქტურა შედგება თხელი ნემსის კონუსებისგან, რომელთა წვერები ერთმანეთს ეხება. უფრო მეტიც, საკონტაქტო წერტილების ზომა გამოითვლება მაქსიმალური სიზუსტით: სწორედ ეს პარამეტრი აძლევს მასალას აუცილებელ მექანიკურ თვისებებს. შედეგად, თუ რაიმე საგანს მოათავსებთ საფარის ქვეშ, მაშინ, ზემოდან შეხებით მასალას, ვერასოდეს შეიგრძნობთ მას.

ასე რომ, ექსპერიმენტებით, მეცნიერებმა მოათავსეს მყარი ცილინდრი საფარის ქვეშ ღრუში. ადრე, თუნდაც ცილინდრი დაფარული იყო ღრუბლის მასალით ან ბამბით, ეს მას არ "იხსნიდა" ჩხუბისგან. მკვლევარებმა ვერ იპოვეს ცილინდრი სასწაული მასალის ქვეშ.

ახლა რაც შეეხება ყველაზე მნიშვნელოვანს - აღმოჩენის პრაქტიკულ გამოყენებას. Რისთვის არის? კარგი, დავუშვათ, რომ იძულებული ხართ დაიძინოთ დივანზე ან ლეიბზე, საიდანაც ზამბარები ამოდის, ან იატაკზე, ან მიწაზე და ქვებზე - არასოდეს იცით რა გარემოებებში... თუ თქვენ გაქვთ საფარი დამზადებული მასალისგან, რომელიც იცავს. groping, მაშინ თქვენ არ იგრძნობთ დისკომფორტს.

ეს მოგვაგონებს ჰანს კრისტიან ანდერსენის ზღაპარს "პრინცესა და ბარდა", - თქვა ტიმო ბუკმანმა. - ზღაპარში მგრძნობიარე პრინცესამ მაინც მოახერხა ასი ლეიბის ქვეშ მძიმე ბარდის შეგრძნება. ჩვენი მასალის ერთი ფენა საკმარისი იქნებოდა, რომ პრინცესას მთელი ღამე მშვიდად ეძინა.

სიახლეს შეუძლია ფეხსაცმელი უფრო კომფორტული გახადოს. თუ ლურსმანი თქვენი ფეხსაცმლის ძირს გაიჭრება, თქვენ უბრალოდ ვერ იგრძნობთ ამას, თუ ის არ გაიჭრება „ზედმეტ მასალის“ ძირში.

მშვენიერი მასალისგან დამზადებული ტანსაცმელი ან ჩანთა დაგეხმარებათ ქურდებისგან დაცვაში. მოგეხსენებათ, მძარცველები ყველაზე ხშირად ჯერ გარედან გრძნობენ ნივთებს და ჯიბეებს, რათა იპოვონ საფულე ან მობილური ტელეფონი და მხოლოდ ამის შემდეგ ადიან იქ ხელებით...

თუ თქვენ აცვიათ ქურთუკი, ქურთუკი ან საწვიმარი ქსოვილისგან, რომელიც იცავს შეხებისგან, ან თუ ძვირფასი ნივთები დევს ასეთი პოლიმერისგან დამზადებულ ჩანთაში, მაშინ თავდამსხმელი უბრალოდ ვერ შეძლებს ვერაფერს გახედოს. თუმცა, თუ ის უბრალოდ ჯიბეში ან ჩანთაში მოხვდება ხელით, მაშინ ეს ნოუ-ჰაუ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ იმუშაოს. მაგრამ ყველა წესს აქვს თავისი გამონაკლისი...

იდა შახოვსკაია

ზღაპარი ხშირად ხდება რეალობა. მფრინავი ხალიჩები, ჯადოსნური თეფშები, რომლებიც ასახავს შორეულ რეალობას, ფეხით ჩექმები და მრავალი სხვა გამოგონება საკმაოდ ყოველდღიურ რეალობად იქცა. ახლა უხილავი ქუდის დროა. ყოველ შემთხვევაში, ამერიკულმა ჟურნალმა "Science"-მა გამოაქვეყნა სტატია, რომელიც ასახავს თითქმის იდეალური შენიღბვის მოქმედების ძირითად პრინციპებს.

უხილავობის პრობლემები

ობიექტების ოპტიკური საიდუმლოების პრობლემას სწავლობენ ბერკლის უნივერსიტეტის ლოურენსის ეროვნული ლაბორატორიის მასალების მეცნიერების დეპარტამენტის მეცნიერები. მეთვალყურეობს ბ-ნი Xiang Zhang. ზოგადი იდეა არის სინათლის მოხრილი ობიექტის გარშემო. მსგავსი განვითარება უკვე განხორციელდა წარსულში, მაგრამ არ იყო წარმატებული იმ მიზეზით, რომ წინა მცდელობებს შეეძლოთ სხივების გადახტომა ვიწრო კუთხოვანი დიაპაზონში. ჯერჯერობით ვერ მოხერხდა სრული ოპტიკური გამტარიანობის ან მისი ილუზიის მიღწევა. სურათის დამახინჯება საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ ობიექტი (ანუ მისი ვიზუალური აღმოჩენა). ასევე პრობლემა იყო დაფარვის ზედაპირების მოქნილობის ნაკლებობა. ყველა ეს ნაკლოვანება მოკლებულია ბერკლიში შემუშავებულ ულტრა თხელ მასალას. ლოურენსის ეროვნულ ლაბორატორიაში გამოგონილი „მოსახამი“ მოქნილი, მაგრამ მაინც ძალიან ძვირია.

ოპერაციული პრინციპი

მთხრობელთა როლს ჩვენს დროში კინორეჟისორები ასრულებენ. ფილმში მტაცებელი, უცხოპლანეტელი (ანტაგონისტური პერსონაჟი) იყენებს ფარისებრ მოწყობილობას, რათა მალულად მიუახლოვდეს თავის მსხვერპლს. ეფექტი შორს არის სრულყოფისაგან: უცხოპლანეტელი გამოდის მსუბუქი დამახინჯებით. ის არ არის გამჭვირვალე (თუმცა მტრის ამოცნობა არც ისე ადვილია), მის ადგილას არის გარკვეული ნისლი. რეალობამ გადააჭარბა რეჟისორის ყველაზე ველურ ოცნებებს. ლოურენსის ეროვნულ ლაბორატორიაში გამოგონილი „მოსახამი“ ობიექტს ნამდვილად უხილავს ხდის.

მუშაობის პრინციპი არის ის, რომ ბევრი მიკროსკოპული სარკე ავტომატურად ბრუნავს სინათლის წყაროს მიმართულებით. "მაგიდა მოლაპარაკე ხელმძღვანელისთვის" დაახლოებით ანალოგიურად მუშაობს. ქვემოდან სარკეებით გარშემორტყმული ჯადოქარი მაყურებლისთვის უხილავი რჩება, გარდა სხეულის ნაწილისა, რომელიც მათ მაღლა დგას. რელიეფის სირთულის პირობებში და ფარული ობიექტის ფორმის პირობებში ასეთი ეფექტის მიღწევა ძალიან რთულია. მაგრამ მაინც შესაძლებელია.

ტექნიკური მახასიათებლები

ცნობილია, რომ „უხილავი მოსასხამი“ დაფარულია მაგნიუმის ფტორიდის ფენით, რომელზედაც დატანილია პაწაწინა ოქროს ანტენის აგურის ნიმუში 30 ნანომეტრის სისქით. ეს არის ძალიან თხელი ფილმი, თმაზე ბევრჯერ თხელი. მთლიანი სისქე სუბსტრატის ჩათვლით არის 50 ნანომეტრი. აგური მოდის ექვსი სხვადასხვა ზომის, 30-დან 220 ნანომეტრამდე სიგრძით და 90-დან 175 ნმ-მდე სიგანეში. ამ მიკროანტენების წყალობით შესაძლებელია სარკის ზედაპირების ბრუნვა სინათლის მიმართულების პერპენდიკულარულად და მთლიანად გაფანტვა. ამ შემთხვევაში მხედველობაში მიიღება გამოსხივების როგორც სიხშირე, ასევე ფაზა - ისინი ბრუნავენ 180 გრადუსით საწყის პარამეტრთან მიმართებაში, რაც მის სრულ კომპენსირებას იძლევა.

ზედაპირების სწორი დაყენებით, გაპრიალებულ ოქროს თვითმფრინავებს შეუძლიათ რაიმე ეფექტი მისცენ არეკლილ შუქს. მას შეუძლია წარმოადგინოს ობიექტის ფონი (როგორიცაა იატაკი) ან რაღაც სრულიად განსხვავებული. თუ უხილავი მოსასხამი საკმარისად დიდია, ის თეორიულად თითქმის ყველაფერს ფარავს. მაგალითად, ავზი ველოსიპედს ჰგავს. ან საერთოდ არ ჩანს.

პრაქტიკული პერსპექტივები

კვლევები ჩატარდა სინათლის დიაპაზონში ტალღის სიგრძით 730 ნმ (სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონთან ახლოს). თითქმის სრულყოფილი ანარეკლი დაფიქსირდა. ეს სამეცნიერო მიღწევა შთამბეჭდავია და ვარაუდობს შეიარაღების რბოლის ახალ რაუნდს. თუმცა, ჯერ ნაადრევია ფიქრი უხილავ ტანკებზე, რაკეტებზე, თვითმფრინავებზე და სხვა ტიპის სასიკვდილო აღჭურვილობაზე. ფაქტია, რომ ექსპერიმენტები ჩატარდა რთული სივრცითი კონფიგურაციის გარკვეულ ობიექტთან, ზომით 36 მიკრონი სავარაუდო დიამეტრით. თუ ინჩებში, მაშინ ეს დაახლოებით მეათასედია. მილიმეტრებში ... ზოგადად, ჩვეულებრივი ქვიშის მარცვალი, მხოლოდ ძალიან მცირე. სწორედ ის იყო გახვეული იდუმალ „უხილავ სამოსში“. მეცნიერება დუმს იმის შესახებ, თუ რა ჯდება მისი ოპტიკურად გამჭვირვალე გაკეთება.

თუმცა, ოდესმე ეს გამოგონება შეიძლება იყოს პრაქტიკული გამოყენება. მაგალითად, კინოს ეკრანები ამჟამად უნდა იყოს იდეალურად ბრტყელი, ხოლო „ჭკვიანი მიკროანტენის კრისტალების“ გამოყენების შემთხვევაში, ეს მოთხოვნა ზედმეტი იქნება და გამოსახულების პროექცია შესაძლებელია ნებისმიერ მოხრილ ზედაპირზე დამახინჯების გარეშე.