Ученые из Университета Далласа в Техасе изобрели плащ-невидимку, использовав известное природное явление – мираж. Новый материал, созданный на базе графена, обладает свойствами, сходными с раскаленным песком в пустыне, что позволяет "отводить глаз" от предмета, делая его невидимым. При этом невидимость можно включать и выключать, пуская по наноматериалу электрический ток.
Мираж в природе появляется при резких скачках температуры на поверхности небольшой площади. Лучи света преломляются и попадают на сетчатку глаза, не отражаясь при этом от поверхности. Поэтому если в пустыне у человека перед глазами возникает образ озера, то это часто оказывается лишь отражением голубого неба, которое отразилось от горячей прослойки воздуха у раскаленного песка.
Исследователи из США провели эксперименты с материалом, который имеет низкую теплоемкость, высокую теплопередачу и может имитировать эффект раскаленного песка. Таким материалом стал графен – в основе плаща-невидимки лежит материал, созданный из углеродных нанотрубок. Подробности о своем эксперименте ученые отразили в статье в журнале Nanotechnology.
Лист аэрогеля из углеродных нанотрубок является, фактически, прозрачным для световых волн, отмечают ученые. Высокая скорость нагрева (до 2500 градусов по Кельвину) не позволяет слоям с разной температурой смешаться.
Пуская по листу из графена электрический ток, можно добиться его быстрого нагрева до очень высоких температур. Отдавая тепло окружающей среде, лист из углеродных нанотрубок заставляет лучи света отклонятся, что и приводит к эффекту невидимости. С помощью листов графена можно добиться идеальной маскировки, которая раньше была уделом только фантастических фильмов.
Нажав на кнопку и пустив электрический ток можно мгновенно включить невидимость. При отключении электрического тока, температура нанотрубок и окружающей среды быстро выравнивается и объект снова становится «видимым».
Это уже не первый случай, когда нанотехнологии позволяют ученым создать материал, обладающий свойством делать объекты невидимыми. Ранее свою разработку «шапки-невидимки» представили исследователи из Университета Калифорнии Беркли, создав материал, изгибающий ход луча света и пускающий его в ином направлении. То есть созданный учеными материал обладал отрицательным коэффициентом преломления.
Для достижения отрицательного коэффициента преломления материалам, созданным ранее, нужно было находиться в состоянии вибрации, что вело к поглощению большого количества волн. Ученым из Беркли удалось создать два типаматериалов, которые работают с большим диапазоном волн при незначительных потерях энергии и позволяют достичь отрицательного коэффициента преломления для трехмерных объектов.
Первый материал представляет собой нечто вроде наноразмерной рыбацкой сети из слоев серебра и не проводящего ток фтористого магния. Другой материал, толщиной в одну десятую листа бумаги, состоит из пористого оксида алюминия, в порах которого выращена серебряная нанопроволока. По словам исследователей, создание этих материалом является не только прорывом в области разработок технологии невидимости для человеческого зрения, но и может применяться в оптическом отображении высокого разрешения, а также для создания наноразмерных контактов для новых поколений.