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分分钟想隐身?这项新发现或可制造出隐形衣

分分钟想隐身?这项新发现或可制造出隐形衣

作者: 梓色扬光 | 来源:发表于2017-11-09 20:06 被阅读61次

    叶蝉汗中的微粒子可能是使隐形衣成为现实的秘密因素。这些粒子不仅能使其翅膀上的水退掉,而且改变了光的波长,是一种可以被用来进行隐身的特性。这对长期研究且致力于创造隐形斗篷的研究人员来说很有帮助。

    一项新的研究表明,发明这种隐形装置的关键在于找到一种吸收光线的方式,这种方式可以隐藏被观察到的物体,而这正是叶蝉用来躲避捕食者的方法。

    图片来源网络

    来自宾夕法尼亚州立大学的科学家们发明了一种合成材料,这种材料可以模拟叶蝉使用的微粒子,利用纳米尺度的小孔在广泛的频率范围内吸收来自各个方向的光。

    这些材料让我们更好地了解为什么叶蝉微粒子(称为“brochosomes”)能有效地帮助昆虫伪装,并最终被用来伪装其他任何东西。

    “我们知道,我们的合成粒子可能会因为它们的结构而变得有趣。”该研究团队的成员之一Tak-Sing Wong说。

    “一开始我们并不了解叶蝉汗中微粒子的作用,直到我的前博士后兼这项研究报告的主要作者Shikuan Yang,在一个小组会议上提出了这一研究。他说,叶蝉用一种天然的结构做成了这些非粘性的涂料,与我们的合成材料非常相似。”

    假彩色合成brochosomes

    “这让我们想知道,叶蝉是如何在自然界中使用这些粒子的。”

    叶蝉微粒子有点像非常小的足球,到目前为止,科学家们一直在努力用人造材料来重建它们。通过一个复杂的五步电化学过程,研究人员成功地制造出了一些类似的微粒子,这些微粒子能够捕捉到99%的光——从紫外线到可见光,再到红外线。

    当然,没有反射的光对任何路过的观察者来说都是毫无意义的。

    对这些合成叶蝉微粒子的仔细研究,更多地揭示了叶蝉消失行为是如何起作用的,因为许多昆虫的捕食者,像其他昆虫和鸟类一样,通过紫外线和可见光来观察这个世界。

    当把合成材料放在叶子上,并通过模拟的瓢虫甲虫视图(具有限制的视觉光谱)观察时,叶子和微粒的可见颜色非常接近。

    图片来源:视觉中国

    然而,要实现从这些材料中制造出一件隐形衣还需要很长一段时间——事实上,一些物理学家说这是不可能的,说这种思想可以画上句号——但研究人员认为,他们基于叶蝉灵感的研究成果可能会被放大,并最终被用于各种材料中。

    “不同的材料会有自己的、不同的应用,”Wong说。例如,氧化锰是一种非常受欢迎的材料,在超级电容器和电池中使用。由于它的高比表面积,这个微粒子可以制造一个很好的电池电极,允许更高的化学反应发生。”

    此外,作为一种反射涂层,它可以帮助传感器和照相机降低信噪比,提高望远镜进入深空的能力,甚至帮助我们在太阳能电池板上更有效地捕捉光线。

    在所有这些情况中,能量和光的高吸收率是至关重要的。

    听起来,在更长时间里我们将不得不过着没有隐形衣的日子。不过,这项研究开辟了许多新的研究途径,而且研究团队希望这种材料能够被拓展,以覆盖更长的波长。

    “如果我们把结构做得更大一些,它能吸收像中红外线这样的较长的电磁波,并在传感和能量收集中打开更多的应用吗?”Wong思索道。

    作者:David Nield

    原创编译:梓色扬光

    原文链接:https://futurism.com/discovery-make-invisibility-cloak/

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