Новые возможности маскировки

Люди давно используют способы маскировки, позаимствованные у животных, но нет предела совершенству. Ученые Пенсильванского государственного университета (Penn State University) использовали принцип маскировки насекомых из семейства Цикадок (Cicadellidae), которые с помощью брохосом могут скрыться от хищников.

Брохосомы, это частицы размером в несколько сот нанометров, имеют сферическую форму и ячеистую поверхность. Природные брохосомы имеют форму усеченного икосаэдра (такую же имеют футбольный мяч и молекула фуллерена C60). Этими частичками покрыты поверхность тела, крылья, а также отложенные яйца, они супергидрофобны, что позволяет насекомым оставаться сухими и чистыми даже при очень влажных погодных условиях. Брохосомы, за счет своего строения, препятствуют отражению света, что помогает насекомым маскироваться от хищников. Они находятся в жидкости, которую продуцируют цикады из белков и жиров.

Исследователи разработали технологию получения таких микросфер, поверхность которых покрыта наноразмерными отверстиями. Эти отверстия могут поглощать свет со всех сторон в широком диапазоне частот, что делает его идеальным кандидатом для антибликовых покрытий.

Но интересным в этом есть тот факт, что вначале ученые синтезировали такой материал, а тогда у них возник вопрос « а нет ли аналога в живой природе?» Результат поиска привел их к Цикадкам, которые с помощью своих брохосом, фактически сливаются с внешним миром при необходимости.

Отверстия полученных синтетических микросфер имеют диаметр, очень близок в длине волны света. Благодря чему, этот материал может поглощать до 99% падающего на него света. Причем, весь диапазон, от ультрафиолета до инфракрасного света.

Получения синтетических «брохосом» состояло из пяти сложных технологических этапов, основным из них был этап электрохимического осаждения.

Материалы для изготовления были – золото, серебро, окись марганца и токопроводящие полимеры.

После получения синтетического материала ,ученые провели первое испытание, они поместили его на листья растения. Какого же было их удивление, когда с помощью устройства, ограничивающего зрительный спектр, они увидели, что разницы фактически нет. Когда исследователи решили испытать свое детище на практике, то поместили его на листья растения и изучили с помощью «взгляда божьей коровки» — устройства, ограничивающего зрительный спектр и позволяющего человеку видеть так же, как и одноименное насекомое. Результаты были впечатляющими: визуально отличить лист от лежащей на нем «добычи» было практически невозможно.

Полученный материал, помимо использования его в качестве маскировки или как антибликовое покрытие, может использоваться как материал для изготовления электродов аккумуляторов, а микросхемы из такого материала могут быть хорошими катализаторами для химических реакций. Способность поглощать разные длинны волн может быть использована в датчиках, камерах телескопов, где нежелательно поглощение отраженного света, который дает шумы, тем самым ухудшая качество работы.

Сейчас в научном мире точатся споры – можно ли получить полностью невидимый материал. Один из авторов исследования, Так-Син Вонг, считает, что вопрос только в правильном подборе материалов.

Для разных материалов будут использоваться свои ингредиенты. Например, оксид марганца, который является очень популярным материалом, используемым в производстве конденсаторов и батарей. Из-за высокой площади поверхности эта частица может создать хороший аккумуляторный электрод и обеспечить более высокую скорость химической реакции, — говорит Tak-Sing Wong.

 


Комментарии:

No Comments

Post a Comment