science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Mirage-effect helpt onderzoekers objecten te verbergen (met video)

Wetenschappers hebben een werkend verhulapparaat gemaakt dat niet alleen profiteert van een van de meest bizarre natuurverschijnselen, maar heeft ook unieke eigenschappen; het heeft een 'aan en uit'-schakelaar en kan het beste onder water worden gebruikt.

De onderzoekers, van de Universiteit van Texas in Dallas hebben aangetoond dat het apparaat objecten kan laten verdwijnen in een fascinerende video die hier wordt getoond:

Dit nieuwe ontwerp, vandaag gepresenteerd in het tijdschrift van IOP Publishing Nanotechnologie , maakt gebruik van vellen koolstofnanobuisjes (CNT) - één molecuul dikke vellen koolstof verpakt in cilindrische buizen.

CNT's hebben zulke unieke eigenschappen, zoals het hebben van de dichtheid van lucht maar de sterkte van staal, dat ze uitgebreid zijn bestudeerd en voor talrijke toepassingen naar voren zijn gebracht; het is echter hun uitzonderlijke vermogen om warmte te geleiden en over te dragen naar de omliggende gebieden, waardoor ze een ideaal materiaal zijn om het zogenaamde "mirage-effect" te benutten.

Het luchtspiegelingeffect, vaak waargenomen in woestijnen of op lange wegen in de zomer, is een optisch fenomeen waarbij lichtstralen worden gebogen om een ​​verplaatst beeld van verre objecten of de lucht te produceren.

Het meest voorkomende voorbeeld van een luchtspiegeling is wanneer een waarnemer plassen water op de grond lijkt te zien. Dit komt doordat de lucht nabij de grond een stuk warmer is dan de lucht hogerop, waardoor lichtstralen naar boven buigen in de richting van het oog van de kijker in plaats van weerkaatsen van het oppervlak.

Dit resulteert in een beeld van de lucht die op de grond verschijnt en die de kijker waarneemt als water dat de lucht daadwerkelijk weerkaatst; de hersenen zien dit als een meer waarschijnlijke gebeurtenis.

Door elektrische stimulatie, de transparante plaat van sterk uitgelijnde CNT's kan gemakkelijk worden verwarmd tot hoge temperaturen. Ze hebben dan het vermogen om die warmte over te dragen naar de omliggende gebieden, waardoor een steile temperatuurgradiënt ontstaat. Net als een luchtspiegeling, deze steile temperatuurgradiënt zorgt ervoor dat de lichtstralen wegbuigen van het object dat achter het apparaat is verborgen, waardoor het onzichtbaar lijkt.

Met deze methode, het is praktischer om verhul onder water te demonstreren, aangezien alle apparaten in een petrischaal kunnen worden bewaard. Het is het gemak waarmee de CNT's kunnen worden verwarmd die het apparaat zijn unieke 'aan en uit'-functie geeft.

Hoofdauteur, Dokter Ali Aliev, zei, "Met behulp van deze nanobuisjes, verhulling kan over het gehele optische bereik worden gerealiseerd en snel naar believen worden in- en uitgeschakeld, met behulp van elektrische verwarming of een puls van elektromagnetische straling.

"De onderzoeksresultaten bieden ook nuttige inzichten in de optimalisatie van nanobuisplaten als thermo-akoestische projectoren voor luidspreker- en sonartoepassingen, waar geluid wordt geproduceerd door verwarming met behulp van een elektrische wisselstroom."

Een woordvoerder van het Institute of Physics zei:"Het is opmerkelijk om te zien hoe dit verhulapparaat in het echte leven en op werkbare schaal wordt gedemonstreerd. Het scala aan toepassingen dat uit dit apparaat zou kunnen voortvloeien, naast verhullen, is een bewijs van het uitstekende werk van de auteurs."