Технології невидимості 5 винаходів, які дозволять нам сховатися
Невидимість століттями була третьою мрією людства після польотів і здатності бачити те, що далеко. Сьогодні для першого є літаки, а для другого - телебачення та інтернет. Які технології дозволять нам навчитися зникати за власним бажанням в майбутньому? Шкіра кальмара, відсутній хмарочос і матеріал-обманщик -ТP вивчили розробки сучасних вчених, щоб відповісти на це питання.
Перш за все, погана новина: зробити живе тіло невидимим за допомогою еліксиру поки не представляється можливим. Англійський письменник і публіцист Герберт Уеллс в своєму романі «Людину-невидимка», написаному в 1897 році, пояснював: «Тіла або поглинають світло, або відбивають, або заломлюють його, або все разом. Якщо тіло не відбиває, чи не заломлює й не поглинає світла, то воно не може бути мабуть саме по собі. Якщо ви покладете шматок звичайного скла в воду або, ще краще, в яку-небудь рідину, більш щільну, ніж вода, то ви скла майже зовсім не побачите, тому що світло, переходячи з води в скло, заломлюється і відбивається дуже слабо, і взагалі не піддається майже ніякому впливу ». Іншими словами, щоб зробити тіло невидимим, потрібно зменшити коефіцієнт заломлення його тканин (шкіри, м'язів, внутрішніх органів і кісток) до коефіцієнта заломлення повітря. Ні фізика, ні фізіологія сьогодні не дозволяють нам цього зробити: невидимі очі не зможуть вловлювати світло, а для зміни оптичних властивостей тканин потрібно так перекроїти обмін речовин, що стане не зрозуміло, як жити з цим. Ідея шапки-невидимки теж виглядає сумнівно: вона повинна тимчасово міняти оптичні властивості не тільки живих тканин, а й одягу і взуття, - предметів, зроблених з зовсім інших матеріалів, часто змішаних і синтетичних.
Плащ-невидимка працює зовсім не так, як шапка або еліксир: не змінюючи властивостей предмета, він може направити промені світла в обхід і змусити стороннього спостерігача бачити тільки те, що знаходиться позаду. Сьогодні субстанції з такими властивостями вже є: це метаматеріали з негативним кутом заломлення, який змушує промені світла огинати об'єкт і робить його невидимим оку.
Щоб зробити плащ-невидимку, такі кристали почали досліджувати фізики з Бірмінгема. Незабаром їм вдалося створити матеріал з одноосьовими кристалами нітриду кремнію на прозорій Нанопористий підкладці оксиду кремнію. Коли все кристали виявилися на підкладці, в них виконали отвори нанометрового діаметру. В результаті вийшло гладке оптичне дзеркало, яке здатне приховувати об'єкти у видимому діапазоні. Саме таку технологію, можливо, використовували канадські творці військових «зникаючих плащів», які поки тримають склад свого матеріалу в секреті.
Вчені з Університету Техасу в Далласі розробили технологію використання вуглецевих нанотрубок, яка дозволяє «прати» об'єкти. В її основі лежить ефект міражу, або фототермічна переломлення. Щоб змусити предмет «зникнути», фахівці використовують циліндричні молекули вуглецю з високою теплопровідністю. Включаючи і вимикаючи подачу струму, вчені нагрівають і охолоджують матеріал, змушуючи предмет за ним з'являтися і зникати. Основна проблема техаського винаходи, проте, полягає в тому, що для його роботи приховуваний об'єкт неодмінно повинен знаходитися в контейнері з водою.
Здатність каракатиць, кальмарів та восьминогів ставати невидимими в воді дозволила вченим з Університету Каліфорнії і Університету Дьюка створити «плащ-невидимку» для морських піхотинців. Вони використовували білок під назвою рефлектін, здатний підлаштовуватися під світло з різною довжиною хвилі. Фахівці знайшли його в тканинах шкіри кальмара лонгфін (Loligo pealeii), якого вивчали на замовлення Служби військово-морських досліджень США. Вони виявили, що в його тканинах чергуються шари клітин з високим і низьким показником заломлення. Скорочуючи і збільшуючи відстань між шарами, кальмар «відображає» світло різного діапазону і змінює колір. Щоб відтворити цю здатність, вчені виділили рефлектін з клітин з високим показником заломлення і помістили шар цього білка на оксид-графенових і діоксид-силіконову плівку. По черзі обробляючи матеріал водяною парою і розчином кислоти, вони змогли змусити шар білка розширюватися і опадати, змінюючи колір. Фахівці кажуть, що їх розробка стане «першим вирішальним кроком» до створення зникаючого плаща. Така самовпевненість зрозуміла: адже якщо, повторюючи за птахами, ми навчилися літати, чому б нам не навчитися бути невидимими, повторюючи за кальмаром?