Благодаря беспрецедентному сочетанию биологии и технологий исследователи, финансируемые DARPA и Военно-воздушными силами, использовали адаптивные маскировочные способности кожи кальмара для разработки передовых материалов, которые могут произвести революцию в военных операциях скрытности.
🦑 Технология, вдохновлённая кальмарами использует биологию головоногих для создания передовых камуфляжных материалов для военных целей.
🔬 Исследователи используют голотомографию для изучения уникальных светоотражающих клеток в коже кальмаров, выявляя их сложную структуру.
🛡 Специально разработанный композитный материал может менять свой внешний вид в видимом и инфракрасном спектрах, что идеально подходит для оборонной промышленности и не только.
🌍 Это нововведение открывает возможности для применения в умном текстиле, системах терморегулирования и различных оптических технологиях.
Слияние биологии и технологии продолжает открывать новые горизонты, о чем свидетельствует замечательный проект, финансируемый DARPA и Военно-воздушными силами. Используя природные способности головоногих моллюсков, особенно кальмаров, исследователи разрабатывают передовые технологии маскировки для военного применения.
Эта инновация, вдохновленная биологией, обещает произвести революцию в том, как солдаты прячутся на виду, приспосабливаясь к различным условиям, имитируя адаптивную кожу кальмара. Такие прорывы не только подчеркивают потенциал биоинспирированных материалов, но и усиливают решающую роль междисциплинарных исследований в области обороны и технологий.
Наука, лежащая в основе камуфляжа кальмаров
В основе этого инновационного исследования лежит изучение кожи кальмаров, в частности светоотражающих клеток, известных как иридофоры. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне в сотрудничестве с Морской биологической лабораторией в Вудс-Хоуле, штат Массачусетс, изучили уникальные клеточные структуры длиннорукого прибрежного кальмара.
Эти иридофоры содержат плотно скрученные столбики белка под названием рефлектин. Эти белки действуют как естественные брэгговские отражатели, позволяя кальмарам быстро и эффективно менять цвет.
С помощью передовых методов визуализации, таких как голотомография, учёные получили детальные трёхмерные изображения этих клеток и выяснили, как столбцы рефлетина изгибаются и организуются, чтобы управлять светом. Эта способность позволяет кальмарам становиться то прозрачными, то ярко окрашенными. Этот механизм может сыграть ключевую роль в разработке материалов, имитирующих эти изменения, для использования в военных целях.
Разработка биоматериалов для оборонной промышленности
Опираясь на понимание этих биологических структур, исследователи создали гибкий композитный материал, который воспроизводит и даже расширяет оптические возможности кожи кальмара. Этот материал сочетает в себе наноструктурированные брэгговские отражатели и ультратонкие металлические плёнки для улучшения контроля над инфракрасным излучением.
Такой композит может менять свой внешний вид как в видимом, так и в инфракрасном спектре, что делает его идеальным кандидатом для адаптивного камуфляжа и других передовых применений.
Реагируя на внешние раздражители, такие как изменение освещения или физические воздействия, например растяжение и изгиб, материал может динамически изменять свои свойства. Такая адаптивность открывает возможности для применения не только в военной сфере, но и в производстве «умного» текстиля и систем терморегулирования.
Масштабируемость используемых технологий производства также означает, что эти материалы можно производить в больших объёмах, что потенциально может изменить не только оборонную промышленность.
Потенциал, выходящий за рамки маскировки
Этот прорыв в области биомимикрии касается не только маскировки. Принципы, использованные при разработке этих материалов, могут улучшить множество других технологий. Концепции дизайна, заимствованные у головоногих моллюсков, могут усовершенствовать такие устройства, как лазеры, оптоволоконные фильтры, фотоэлектрические покрытия и химические датчики.
Возможность динамической настройки оптических свойств меняет правила игры в этих областях, предлагая новые уровни точности и контроля.
По мере того как исследователи продолжают изучать возможности, весь потенциал оптики, вдохновлённой головоногими моллюсками, ещё предстоит раскрыть.
Работа, проведенная Калифорнийским университетом в Ирвайне и его сотрудниками, является примером того, как природа может вдохновлять на передовые технологические достижения, расширяя границы возможного в материаловедении и инженерии.
Проблемы и направления на будущее
Несмотря на многообещающие результаты, внедрение этих технологий в практическую деятельность сопряжено с трудностями. Необходимо решить такие проблемы, как стоимость, долговечность и интеграция в существующие системы. Кроме того, следует тщательно проанализировать этические аспекты использования таких технологий в сфере обороны и наблюдения.
В перспективе исследователи планируют усовершенствовать эти биоматериалы, оптимизировав их для применения в реальных условиях. Междисциплинарный характер этого исследования, объединяющего биологию, инженерное дело и материаловедение, подчеркивает важность сотрудничества для решения сложных проблем. Мы продолжаем черпать вдохновение в природе, но вопрос остается открытым: как эти инновации повлияют на будущее технологий и обороны?
По мере развития этого направления его влияние будет распространяться не только на военную сферу, но и на различные отрасли промышленности и повседневную жизнь.
Интеграция биологических знаний в технологические разработки заставляет задуматься: насколько далеко мы можем зайти в биомимикрии и какие этические проблемы возникнут по мере того, как мы будем всё больше стирать границы между природой и технологиями?
*
Первоисточник: www.sustainability-times.com
*
Источник перевода: https://newsstreet.ru/blog/science/35381.html
*
Больше интересных статей, которые я не успеваю переводить, но которые можно почитать через онлайн-переводчики, можно найти здесь: t.me/murrrzio