Новая технология камуфляжа, вдохновленная головоногими моллюсками
Не все животные могут защитить себя одинаково. Одни кусаются, другие царапаются. Головоногие моллюски, такие как осьминог, кальмар или европейская каракатица, не имеют такой роскоши. Их главная защита — маскировка. Когда они ходят по морскому дну, их кожа при необходимости может принимать цвет песка. Недавно китайские исследователи представили новую автономную технологию камуфляжа, вдохновленную головоногими моллюсками. Она не требует датчиков или источника питания.
Очень немногие животные обладают такими необычными способностями к камуфляжу, и человек явно не относится к их числу. Еще в 2017 году ученые из Корнельского университета (США) создали искусственную ткань, вдохновленную сосочками кожи головоногих моллюсков: они мгновенно выдвигаются или втягиваются, меняя свой внешний вид.
Морщины, которые сокращаются или уменьшаются
В статье, опубликованной в понедельник в журнале PNAS, группа исследователей из Шанхайского университета Цзяо Тун (Китай) рассказала, что они разработали новую технологию, основанную на аналогичном принципе, но с более низкой стоимостью. Хотя она имеет некоторые сходства с той, что была разработана в 2017 году, на самом деле она довольно сильно отличается, поскольку по сути основана на «манипуляции» светом: морщины сжимаются и разжимаются на поверхности кожи в цветной пленке, чтобы рассеять свет определенным образом.
Адаптивный видимый камуфляж, разработанный командой Китая, работает благодаря динамической системе морщин. Это делается с помощью системы биослоев, включающей сополимер (макромолекулу), содержащий антрацен (химическое соединение) и пигмент PDMS (полидиметилсилоксан). Другими словами, ученые создали сэндвич из двух разных типов пленок: с одной стороны жесткий полимер, а с другой-слой мягкой подложки, смешанной с пигментами.
Когда последний расширяется или сжимается под воздействием световых волн, неоднородность между двумя состояниями этих двух различных слоев создает обратимые морщины на поверхности кожи.
Как только этот принцип был установлен, исследовательская группа сосредоточилась на рассеивании света, которое определяет, отражает ли кожа цветной вид или, наоборот, скрытый. С другой стороны, когда морщины сглаживаются и они восстанавливают стабильное состояние, кожа приобретает цвет окружающей среды и, таким образом, становится эффективным камуфляжем.
Когда свет попадает на морщинистую поверхность, становится виден цвет. Когда морщины расправляются, материал становится камуфлированным.
Недорогая система
По словам исследователей, «выявлено множество систем динамической маскировки. Однако большинство из тех, кого мы знаем сегодня, работают в активной форме и требуют дополнительных механических или электрических раздражителей, иногда даже внешних датчиков». Эти требования имеют негативные последствия для камуфляжного костюма: сложность изготовления, размер, необходимый для правильной работы камуфляжа, а также внешний вид, который оставляет желать лучшего.
Кроме того, эти внешние стимулы должны быть запитаны, что ограничивает автономность. Поэтому все эти технологии имеют стоимость, которая зачастую очень высока. Но ученые утверждают, что их динамический камуфляж стоит немного. На самом деле, для работы их технологии нужен только солнечный свет. Система проста в настройке и удобна в использовании, поскольку обладает «динамическими характеристиками in situ, без внешних датчиков или дополнительных стимулов».
Преимущественно военное применение
Основное применение этой технологии — военное. По мнению исследователей, разработавших его, его использование позволит снизить гибель людей в бою. «Камуфляж позволяет устройству или роботу органично вписываться в окружающую среду для эффективного наблюдения за окружающей средой и людей«, — говорят исследователи. «Кроме того, распознавание и антираспознавание играют важную роль в выживаемости целей на поле боя. Камуфляж помогает военным объектам избежать обнаружения противником, что приводит к меньшим потерям«.
Однако адаптивный видимый камуфляж может быть использован и в других областях, например, в машиностроении или для потребительских приложений, таких как интеллектуальные дисплеи, хранение информации или системы защиты от подделок.
Сегодня эта технология адаптивного видимого камуфляжа с динамическими морщинами тестируется лишь в небольших масштабах. Тем не менее ученые продолжают работать над проектом. Они быстро отмечают, что это может выйти за рамки вышеупомянутых применений, с потенциалом развития далеко за пределами камуфляжной одежды.