На написание этой статьи меня натолкнула серия Смешариков их научного проекта "Пин-код" - "Метатыква".
Краткое описание серии:
Копатыч вырастил огромную тыкву, но медведь совершенно этому не рад, так как противные гусеницы съедят все плоды его трудов. Крош, в силу своего боевого характера, предлагает решить конфликт силой. Вместе с Ежиком и Барашем ребята разрабатывают план по отводу сил противника при помощи военной стратегии.
Но Лосяш, Пин и Нюша по характеру пацифисты, решают пойти на мирную хитрость. Они разрабатывают шапку-невидимку, и тем самым спасают тыкву от вредителей.
Как же у них получилось создать шапку-невидимку, разве она не предмет выдумок, и атрибут стародавних сказок?
Зайдем из далека: все предметы во вселенной притягиваются друг к другу. Эта сила очень мала по сравнению с их весом. Даже мы с вами притягиваемся друг другу. (Рассказы про любовное притяжение отчасти научная истина).
Чем меньше масса предмета тем больше сила его прилипания. Если соприкоснутся два предмета с крошечной массой, то сила прилипания скрепит их лучше клея. Научный термин этого свойства называется Адгезией (от латинского слова adhaesio — прилипание).
Силу прилипания - (адгезию), мы можем наблюдать каждый день - частицы пыли оседающие на всех поверхностях.
Нанотехнологии работают с частицами в тысячи раз меньше пыли, прилипание таких частиц гораздо сильнее. Используя эти свойства наночастиц и управляя ими можно собирать самые разнообразные материалами, используя частицы как конструктор. Эти молекулы будут склеиваться между собой методом самосборки.
Самосборка относится к типичным методам получения наноструктур (наноматериалов) «снизу-вверх». Основная задача, — это необходимость таким образом повлиять на параметры системы и так задать свойства отдельных частиц, чтобы они организовывались с образованием желаемой структуры.
Таким образом можно собрать материалы с самыми разнообразными структурами, которые природа никогда не смогла бы создать сама. Например объединить резину и железо, магнит и пластмассу, органику и пластик, стекло и газы. Свойства таких материалов будут самые невероятные - излучение разноцветного света или давать ток при растягивании, иметь магнитное поле в жидком состоянии.
Метаматериалы, это специальные композиционные материалы, которые получаются, путём искусственной модификации внедряемых в них элементов. Изменение структуры осуществляется на наноуровне, что дает возможность менять размеры, формы и периоды решетки атома, а также иные параметры материала.
Материалы, которые обладают свойствами не встречающимися в природе называются метаматериалами.
Как же зная все это сделать шапку невидимку?
Мы видим мир только благодаря свету. Лучи падают на предмет, отражается от его поверхности и попадает на светочувствительную сетчатку нашего глаза, таким образом мы видим предмет. Поэтому в темноте мы ничего не видим, там нет света, который донес бы до нас зрительную информацию.
Следовательно, если создать поверхность, которая будет не отражать лучи, а пропускать их через себя, не изменяя при этом направление, то мы его просто не увидим. Материала обладающего такими свойствами в природе нет( Но существует возможность создать такой метаматериал искусственно. Это будет материал с отрицательным показателем отражения света. Правда в такой шапке-невидимки будет трудно что-то разглядеть, отражаемый свет так же будет огибать метаматериал.
Впервые создать шапку-невидимку из метаматериала, работающую в микроволновом диапазоне, удалось в 2006 году физикам из Университета Дьюка. Она представляет собой набор из десяти вложенных цилиндров, каждый из которых состоит из одинаковых ячеек-антенн. Из-за различных радиусов кривизны цилиндров возникал градиент коэффициента преломления, который и заставлял свет огибать скрытый в центре предмет.
Создание материала, который будет обладать "невидимыми" свойствами позволит сделать скачок в военной промышленности. Возможно в скором времени нас ожидает появление "невидимых" солдат, и тогда нас может ожидать нечто непоправимое.
Рассказ приуроченный к данной статье, он повествует о стеклянных людях, и о их нелегкой жизни:
Отправлено из Яндекс.Дзена
https://zen.yandex.ru/media/id/6161ce4f2d8ab4508db93475/stekliannye-liudi-61b64fe0506c0d64b4f88feb
Вам может быть интересно:
#наука #интересный факт #современная наука #метаматериалы #сказка