Ett multiinstitutionellt team av optoelektronik- och materialingenjörer i Kina har utvecklat en typ av metamaterial som är nästan osynligt över synligt ljus, mikrovågs- ​​och infrarödspektra. I deras artikel, publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , beskriver gruppen sin inspiration till materialet, hur det gjordes och dess prestanda när det testades.

Forskarna noterade att de flesta metamaterial som utvecklats för att ge en viss grad av osynlighet har designats för bara ett syfte - vilket gör det svårt för människor att se ett dolt föremål med blotta ögat eller mörkerseende. De satte sig istället för att skapa ett enda metamaterial som kunde ge flera typer av osynlighet. För det ändamålet sökte de sig till naturen för att få inspiration.

Forskargruppen noterade att kameleonten är skicklig på att gömma sig i synligt ljus. Genom att smälta in i bakgrunden blir det svårt att se. De noterade också att glasgrodor är svåra att upptäcka på grund av deras transparens. Och skäggiga drakar har utvecklats för att gömma sig från rovdjur med termisk avkänningsförmåga.

Tidigare forskning har visat att metamaterial kan ge osynlighet via ytor som har skåror eller stötar utformade för att reflektera elektromagnetiska vågor på önskat sätt. För den här nya studien manipulerade forskarna sitt material för att reflektera synligt ljus, mikrovågs- ​​och infrarödspektra på ett sätt som efterliknar kameleonten, glasgrodan och skäggdraken. De kallar resultatet för en metamaterial chimär, med hänvisning till den mytiska sammanslagning av de tre djur som de försökte efterlikna.

De använde en femstegsprocess för att lagra sitt material, vart och ett med sina egna osynlighetsegenskaper och attribut. Ett lager, till exempel, reflekterade mikrovågor, ett annat hade kretsar som ger illusionen av transparens och ytterligare ett annat gömde värmeutsläpp med hjälp av en mekanism för att ändra färgen på metamaterialet i kylningssyfte.

Tester visade att materialet fungerade ganska bra och sannolikt skulle kunna visa sig användbart för en mängd olika tillämpningar, från djurlivsstudier till militära tillämpningar.

Mer information: Zhao-Hua Xu et al, Chimera metasurface for multiterrain invisibility, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2309096120

Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences

© 2024 Science X Network