Een multi-institutioneel team van opto-elektronische en materiaalingenieurs in China heeft een type metamateriaal ontwikkeld dat vrijwel onzichtbaar is in zichtbaar licht, microgolf- en infraroodspectra. In hun artikel, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences , beschrijft de groep hun inspiratie voor het materiaal, hoe het is gemaakt en de prestaties ervan tijdens het testen.

De onderzoekers merkten op dat de meeste metamaterialen die zijn ontwikkeld om een ​​zekere mate van onzichtbaarheid te bieden, slechts voor één doel zijn ontworpen:het voor mensen moeilijk maken om een ​​verborgen object met het blote oog of een nachtkijker te zien. In plaats daarvan wilden ze één enkel metamateriaal creëren dat meerdere soorten onzichtbaarheid zou kunnen bieden. Daartoe keken ze naar de natuur voor inspiratie.

Het onderzoeksteam merkte op dat de kameleon bedreven is in het verbergen in zichtbaar licht. Door op te gaan in de achtergrond, wordt het moeilijk om te zien. Ze merkten ook op dat glazen kikkers moeilijk te herkennen zijn vanwege hun transparantie. En baardagamen zijn geëvolueerd om zich te verbergen voor roofdieren met thermische detectiecapaciteiten.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat metamaterialen onzichtbaarheid kunnen bieden via oppervlakken met groeven of hobbels die zijn ontworpen om elektromagnetische golven op de gewenste manier te reflecteren. Voor deze nieuwe studie manipuleerden de onderzoekers hun materiaal om zichtbaar licht, microgolf- en infraroodspectra te reflecteren op manieren die de kameleon, glazen kikker en baardagaam nabootsen. Ze noemen het resultaat een metamateriaal-chimeer, verwijzend naar de mythische samensmelting van de drie dieren die ze probeerden na te bootsen.

Ze gebruikten een proces van vijf stappen om hun materiaal in lagen te leggen, elk met zijn eigen onzichtbaarheidskenmerken en -attributen. Eén laag reflecteerde bijvoorbeeld microgolven, een andere had circuits die de illusie van transparantie wekken en nog een andere verborg warmte-emissies met behulp van een mechanisme om de kleur van het metamateriaal te veranderen voor koelingsdoeleinden.

Uit tests bleek dat het materiaal redelijk goed werkte en waarschijnlijk nuttig zou kunnen zijn voor een breed scala aan toepassingen, van onderzoek naar wilde dieren tot militaire toepassingen.

Meer informatie: Zhao-Hua Xu et al., Chimera-metasurface voor onzichtbaarheid op meerdere terreinen, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2309096120

Journaalinformatie: Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen

© 2024 Science X Netwerk