SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

Nový metamateriál umožnil vytvoriť skutočný plášť neviditeľnosti

5

Dva typy nanotechnológií, metašošovky a metamateriály, by mohli čoskoro urobiť z plášťa neviditeľnosti Harryho Pottera realitu. Technológia stealth ukázala, že elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou medzi mikrovlnami a rádiovými vlnami je neviditeľné pre radary. No nedávny vývoj v oblasti metamateriálov neviditeľnosť ešte viac rozšíril. Metamateriály totiž ohýbajú svetlo okolo objektu a robia ho skutočne nedetegovateľným. Kritický krok smerom k realizácii plášťa neviditeľnosti nastal v roku 2018 vďaka novému materiálu nazvanému širokopásmové achromatické kovy.

Tento materiál prvýkrát urobil objekt nedetegovateľným v celom spektre viditeľného svetla. Ďalší nedávny pokrok v oblasti nanotechnológie by mohol konečne priniesť prvé zariadenie na maskovanie vo viditeľnom svetle. Za normálnych okolností svetlo dopadajúce na akýkoľvek materiál sa buď absorbuje, alebo odrazí. Ak je svetlo objektom absorbované, akékoľvek svetlo a signály v pozadí sa zakryjú, čo vás upozorní na prítomnosť objektu. Ak je svetlo odrazené, akýkoľvek vyslaný signál sa k vám odrazí, osvetlí objekt a umožní vám ho priamo pozorovať. V oboch týchto prípadoch je objekt nepriehľadný.

Skutočná priehľadnosť by sa dala dosiahnuť len tak, keby svetlo prichádzajúce spoza objektu sa mohlo nejakým spôsobom dostať rovnakou trajektóriou pred objekt, ako keby prechádzalo priamo cez objekt. V skutočnosti by teda „maskovacie zariadenie“ fungovalo tak, že by skrylo nepriehľadný materiál odklonením svetla okolo objektu zo všetkých smerov. Takto by každý pozorovateľ, ktorý by sa pozeral z akéhokoľvek miesta a z akejkoľvek orientácie, jednoducho videl signály z pozadia, ako keby tam maskovaný objekt vôbec nebol.

V posledných dvoch desaťročiach bol vyvinutý špeciálny viacvrstvový povlak z látky označovanej ako metamateriál, ktorý umožňuje elektromagnetickému žiareniu určitých špecifických vlnových dĺžok voľne prechádzať okolo objektu. Teda na rozdiel od priehľadnosti, keď svetlo prechádza cez materiál, štruktúra metamateriálu vedie svetlo okolo objektu a posiela ho nerušene tým istým smerom, z ktorého prichádzalo. V roku 2016 bol vytvorený 7-vrstvový metamateriálový plášť, ktorý ohýbal svetlo od infračervenej až po rádiovú časť spektra. Hoci išlo o obrovský súbor pokrytia vlnových dĺžok, stále nezahŕňal viditeľné svetlo.

Nanotechnológia príbuzná s metamateriálmi pracuje s poľom kovových šošoviek. Šošovky sú dobre známe tým, že sú priehľadné a menia uhol, pod ktorým prichádzajú svetelné lúče z pozadia. Najbežnejšie sú konvergentné a divergentné šošovky, ktoré sa často používajú v okuliaroch na korekciu ľudského videnia. Väčšina bežných materiálov, z ktorých môžete vytvoriť šošovky, má rovnakú disperznú vlastnosť ako hranol: keď cez ne svetlo prechádza, spomaľuje sa. Každá šošovka však má jednu nešťastnú vlastnosť – svetlo rôznych vlnových dĺžok sa spomaľuje o rôzne hodnoty, čo je dôvod, prečo pri prechode svetla cez médium vzniká „dúhový“ efekt.

Na starostlivo tvarované šošovky sa dajú aplikovať vrstvy, ktoré sa snažia minimalizovať tento efekt chromatickej aberácie, ale vždy je v istej miere prítomný. Práve myšlienka kovovej šošovky môže ponúknuť podstatné zlepšenie oproti tradičným šošovkám, a to aj pri vlnových dĺžkach viditeľného svetla. Metašošovky by ideálne mali tvar vlnoplochy prichádzajúcich svetelných vĺn bez ohľadu na ich vlnovú dĺžku, čo by umožnilo zaostriť svetlo do jediného bodu aj pri tých najmenších rozmeroch.

Metašošovky majú množstvo atraktívnych vlastností: môžu byť veľmi tenké (rádovo na úrovni jednej vlnovej dĺžky svetla), ľahko sa vyrábajú a môžu sústrediť svetlo rôznych vlnových dĺžok do jedného bodu. Rozhodujúci objav z roku 2018, ktorý bol publikovaný v časopise Nature Nanotechnology, sa uskutočnil vďaka aplikácii nanolamely na báze titánu. Na základe vlnovej dĺžky dopadajúceho svetla tieto nanolamely nasmerujú svetlo cez inú časť materiálu, čím mu umožnia ohnúť sa presne o tú správnu hodnotu, aby sa svetlo dostalo tam, kam potrebujeme. To umožňuje vyvinúť lacnejšie, ľahšie a účinnejšie šošovky.

Wei Ting Chen, jeden z autorov článku, to vysvetľuje takto: „Spojením dvoch nanošošoviek do jedného prvku môžeme vyladiť rýchlosť svetla v nanoštruktúrovanom materiáli, aby sme zabezpečili, že všetky vlnové dĺžky vo viditeľnom svetle budú zamerané na rovnaké miesto, a to pomocou jedinej kovovej šošovky. Tým sa výrazne znižuje hrúbka a konštrukčná zložitosť v porovnaní s kompozitnými štandardnými achromatickými šošovkami.“

Medzi prvé trhovo využiteľné aplikácie týchto metašošoviek by mali čoskoro patriť kamery, VR zariadenia, mikroskopy a iné medicínske a AR technológie. V dlhodobom horizonte by spojenie konceptu metašošoviek a metamateriálov mohlo byť presne tým svätým grálom technologických kombinácií, ktorý by si vyžadovalo maskovacie zariadenie v reálnom živote. Najväčšou výzvou, ktorej čelí konštrukcia skutočného neviditeľného plášťa, je začlenenie veľkého množstva vlnových dĺžok, pretože materiál plášťa musí v každom bode ohýbať svetlo správne.

Hoci metamateriály zvládli pôsobivý rozsah pokrytia, viditeľné svetlo je z neho zatiaľ vylúčené. Pridanie kovovej vrstvy k metamateriálom by túto prekážku mohlo konečne prekonať. Pomocou doteraz objavených materiálov sa vedcom doteraz nepodarilo preniknúť do časti spektra viditeľného svetla. Nový pokrok v oblasti metašošoviek však umožnil použiť túto technológiu takmer na celé spektrum viditeľného svetla: od 470 do 670 nm. Pritom ľudské videnie siaha od 400 do 700 nm. Úspešné spojenie pokrokov v oblasti metašošoviek a metamateriálov by mohlo urobiť zo zariadení na maskovanie viditeľného svetla realitu.

Zdroj: bigthink.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

5 komentárov

Sluboslav Macko reakcia na: Nový metamateriál umožnil vytvoriť skutočný plášť neviditeľnosti

3.5.2022 11:05
Na tom titulnom obrázku, kde pani drží ten plášť je ešte vidieť určité aberácie obrazu. Na obrázku s autom je vidno, že technológia má problémy aj so záhybmi, kde sa vytvárajú tiene, ktoré narúšajú efekt maskovania. Mali by na tom ešte trošku popracovať...
Reagovať

Hlupy Luboslav Lacko klame reakcia na: Sluboslav Macko

3.5.2022 13:05
Hlupy Luboslav Lacko klame
Reagovať

RE: Hlupy Luboslav Lacko klame reakcia na: Hlupy Luboslav Lacko klame

3.5.2022 14:05
co by ho viedlo ku klamaniu?
Reagovať

RE: RE: Hlupy Luboslav Lacko klame reakcia na: RE: Hlupy Luboslav Lacko klame

3.5.2022 18:05
tak uz vieme kto stoji za "lacko klame". Obycajny libtard, ktory nenavidi aj sameho seba. Pokial mu to televizia nepovedala tak Lacko klame...

RE: RE: reakcia na: RE: Hlupy Luboslav Lacko klame

3.5.2022 15:05
To iste, co fica ku kradnutiu a putina k zabijaniu. Lacko je psychopat, co ma ludi na haku.

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať