Содержание
Плащ-невидимка приобретает реальные очертания
18 января 2011
05:28
Один из неизменных атрибутов сказок – плащ-невидимка – приобретает реальные очертания. Ученые создали новую форму материи. Метаматериалы, которые преломляют излучение так, что предмета под ними не видно.
Один из неизменных атрибутов сказок – плащ-невидимка – приобретает реальные очертания. Ученые создали новую форму материи. Метаматериалы, которые преломляют излучение так, что предмета под ними не видно.
Дружелюбный японец из центра Токио передает привет Гарри Поттеру. Плащ-невидимка делает его прозрачным для наблюдателей, оставляя лишь размытый контур. Это не шутка и не спецэффект – инженеры из токийского университета создали материал, состоящий из миллиарда микроскопических бусин. Со спины в них вмонтированы крошечные видеокамеры – они передают то, что видят, на переднюю сторону плаща.
В результате вместо человека мы видим только фон, на котором он стоит.
Японский плащ выглядит эффектно, но есть проблема: в нем герой невидим только с одного ракурса. Стоит повернуться – эффект пропадает. Но в ближайшем будущем дерзкая задумка может стать реальностью: российские физики разрабатывают метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления света. Они не отражают свет, как все природные материалы, а буквально обводят его вокруг. Объект, накрытый материей, исчезает.
«Возникла принципиальная возможность манипулировать светом так же как мы манипулируем водой – так ее пустить, так, через плотину», – говорит Андрей Сарычев, главный научный сотрудник Института теоретической и прикладной электродинамики РАН.
Когда мы видим предметы, мы видим отраженный от них свет, электромагнитные волны. В середине ХХ века физики поняли, что фотоны света не просто касаются поверхности объекта, но взаимодействуют с ней – вызывают колебания зарядов в поверхностном слое материала.
Так возникает отражение. И теоретически этим процессом можно управлять – подобрать материал который будет преломлять свет под отрицательным углом. Не отражать, а уводить свет по касательной дальше, как будто и не было никакой преграды.
Российские физики искали примеры таких материалов в природе. Оказалось, их нет. И лишь в конце прошлого века ученые смогли сконструировать структуру с нужным коэффициентом преломления. Ее назвали метаматериалом.
«Один из первых образцов был изготовлен в 1997 году, на основе проволочных спиралей. Все спирали образца выложены хаотически чтобы свойства образца не зависели от поляризации падающего света, то есть под каким бы углом ни упал свет, он будет его поглощать», – рассказывает Владимир Семененко, заведующий лабораторией Института теоретической и прикладной электродинамики РАН.
В эксперименте в Университете Дюка в США американцы спрятали шарик под колпаком из метаматериала. На нем заметны микроволны в виде движущихся полос. На картинке снизу все как обычно – волны отражаются от шарика.
Сверху метаматериал заставляет волны изогнуться и пройти дальше – то есть в этом диапазоне излучения шарик невидим.
Кажется, вот-вот и мечта сбудется, но сложность в том, что для каждого светового спектра – красного, зеленого или синего – метаматериал нужно настраивать по-своему.
«Но можно перестраивать длину волны, чтобы вы стали невидимой для разных длин. У вас был бы зыбкий образ некоторый. Это не фантастика, это правда», – уверяет Андрей Лагарьков директор Института теоретической и прикладной электродинамики РАН.
Но для этого частицы метаматериала нужно еще уменьшать и уменьшать, до размера в несколько микрон.
Физики не спешат порадовать военных невидимыми танками и волшебным камуфляжем. Но армия на них не в обиде. В этой комнате со странным футуристическим декором ученые работают над «повышением невидимости на радиочастотах»: экраны из метаматериалов делают самолеты невидимыми для радаров и уменьшают шум антенн сотовой связи. Бумажные трубочки повсюду нужны для полной изоляции комнаты от звуков и радиоволн.
«Использование такого экрана позволяет снизить в десятки –сотни раз уровень бокового шума антенны», – говорит Владимир Семененко.
Простым пользователям разработчики метаматериалов обещают революцию в электронике: сверхтонкие телефоны и невиданные скорости передачи данных. А на вопрос о плаще-невидимке только лукаво подмигивают. Наверно, готовят сюрприз.
в мире
общество
новости
Нижегородские ученые изобрели материал — невидимку
Наука
695
Поделиться
пресс-служба ИПФРАН
В Институте прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН, Нижний Новгород) впервые разработали модель из материала, который отражает свет так, что создается иллюзия невидимости самого материала.
Об этом сообщает пресс-служба Института.
Причем такие материалы изотропны – то есть имеют одни и те же свойства во всех направлениях. В работах ИПФ РАН было впервые показано, что объекты из изотропных материалов тоже могут быть невидимыми.
Новый объект состоит из сферического «ядра» и оболочки с неоднородным показателем преломления . Оказалось, что при падении электромагнитной волны на такой объект итоговый пучок волны переносит энергию поля через объект, а за пределами границ пучка возникает своего рода черная дыра, поглощающая энергию.
Подписаться
Нижний Новгород
8 ноября
Эксперты назвали непрерывное обучение необходимым требованием к современным профессионалам
7 ноября
Время путешествий: внутренний туризм может стать локомотивом для развития регионов
21 окт
Креативные индустрии Сибири могут получить новый импульс развития благодаря культурным событиям
Что еще почитать
Зеленский на саммите G20 отверг новые Минские соглашения с Россией
24315
Олег Цыганов
«Укрэнего»: уничтожен энергообъект, снабжавший электричеством Херсонскую и Николаевскую области
15056
Олег Цыганов
FT: большинство членов «Большой двадцатки» осуждают спецоперацию России на Украине
17209
Олег Цыганов
FP: Зеленский одним указом подорвал боевой дух украинцев об ограничении передвижения мужчин
41338
Олег Тимофеев
МИД Замбии заявил о гибели на Украине осужденного в РФ студента из Африки
15113
Ольга Расулова
Что почитать:Ещё материалы
В регионах
«У девочки началась истерика»: что творилось в момент обстрела автобуса в Пскове
Фото
47055
Псков
Светлана Пикалёва
Уже 15 погибших: число жертв в развлекательном центре «Полигон» продолжает расти
Фото
25318
Кострома
Виновником пожара в костромском «Полигоне» оказался военнослужащий из Екатеринбурга?
19572
Кострома
Проехала 3000 км: псковичка пытается вернуть домой мобилизованного мужа с правом на отсрочку
Фото
13010
Псков
Светлана Пикалёва
Названы пять причин, по которым в Калининградской области падают цены на вторичку
7230
Калининград
Белобородько Мария
Ешьте и живите дольше: продлевающий жизнь продукт раскрыли врачи
Фото
6525
Псков
В регионах:Ещё материалы
Quantum Stealth «плащ-невидимка» может скрывать людей и здания
Дженнифер Хан |
Оставить комментарий
Канадская компания по производству камуфляжа Hyperstealth Biotechnology запатентовала технологию материала, преломляющего свет и делающего людей и предметы практически невидимыми невооруженным глазом.
Материал, получивший название Quantum Stealth, в настоящее время все еще находится на стадии прототипирования, но был разработан генеральным директором компании Гаем Крамером в первую очередь для военных целей, чтобы скрыть агентов и оборудование, такое как танки и реактивные самолеты, в полевых условиях.
Помимо того, что материал делает объекты почти невидимыми невооруженным глазом, он также скрывает их от инфракрасных и ультрафиолетовых тепловизоров.
В отличие от традиционных камуфляжных материалов, которые ограничены определенными условиями, такими как леса или пустыни, по словам Крамера, этот «плащ-невидимка» работает в любой среде, в любое время года, в любое время суток.
Это стало возможным благодаря так называемой двояковыпуклой линзе — гофрированному листу, в котором каждое ребро состоит из выпуклой — или изогнутой наружу — линзы.
Чаще всего их можно найти в 3D-закладках или коллекционных футбольных карточках, но в этом случае их оставляют чистыми, а не печатают.
Когда несколько таких двояковыпуклых листов с разным распределением линз наслоены правильным образом, они способны преломлять свет под множеством разных углов, создавая «мертвые зоны».
Свет больше не может проходить через эти точки, скрывая объект за ними из поля зрения, в то время как фон остается неизменным.
«Он изгибает свет, как стакан воды, когда ложка или соломинка внутри него выглядят согнутыми», — сказал Крамер Dezeen. «За исключением того, что я понял, как сделать это с гораздо меньшим объемом и толщиной материала».
«Мы работаем над костюмом, который становится прозрачным, когда вы лжете»
Видео, выпущенные компанией , демонстрируют способность Quantum Stealth работать, даже если материал толщиной с лист бумаги, оставаясь легким и недорогим в производстве, но при этом достаточно прочным, чтобы также блокировать тепловизоры.
Однако остаются некоторые ограничения эффективности материала, поскольку он требует, чтобы субъект или объект находились на определенном расстоянии, чтобы быть скрытыми, и эффект может быть более или менее убедительным, если смотреть под разными углами.
Патент включает 13 различных версий материала, которые позволяют скрывать более крупные предметы, имеют узор для использования во время охоты или способны искажать объект, если он не может быть полностью спрятан.
«Мы работаем с производителями над созданием инструментов для этих уникальных объективов, — объяснил Крамер. «Изготовленные версии должны быть очень четкими и довольно подробными по сравнению с грубыми прототипами, которые у меня есть в настоящее время. Я ожидаю, что материал будет готов для большинства применений в течение следующих 12 месяцев».
Сюда относится использование для изготовления таких предметов, как щиты для защиты от массовых беспорядков, камуфляжные сети, парашюты или складные палатки.
«Это пока не будет одеждой из-за требуемой дистанции. Я бы дал этому 80-процентную вероятность в какой-то момент в будущем», продолжил он.
Помимо военного применения, Крамер также утверждает, что он смог использовать этот материал, чтобы утроить выход энергии солнечных панелей из-за его большой площади отражающей поверхности.
Предыдущие варианты «плащей-невидимок», разработанных исследователями и учеными, ближе к устройствам, чем к материалам.
К ним относятся Rochester Cloak — система из четырех линз, установленных на расстоянии друг от друга, которая ограничивает исчезновение мелких объектов, — а также маскирующее устройство, сделанное учеными из Университета Дьюка из медных колец, способное преломлять микроволновый свет вокруг объекта.
Даан Русегард рассказал Dezeen несколько лет назад о проекте, который полностью переворачивает эту идею. Вместо материала, который скрывает человека за ним, голландский дизайнер работал над костюмом, который становится прозрачным, когда его владелец лжет — что-то, что, по его мнению, можно было бы использовать для «разоблачения нечестных банкиров».
Подпишитесь на нашу рассылку
Ваша электронная почта
Dezeen Debate
Наш самый популярный информационный бюллетень, ранее известный как Dezeen Weekly. Рассылается каждый четверг и содержит подборку лучших комментариев читателей и самых обсуждаемых историй. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.
Новинка! Dezeen Agenda
Рассылается каждый вторник и содержит подборку самых важных новостей. Плюс периодические обновления услуг Dezeen и последние новости.
Dezeen Daily
Ежедневный информационный бюллетень, содержащий последние новости от Dezeen.
Dezeen Jobs
Ежедневные обновления последних вакансий в области дизайна и архитектуры, рекламируемых на Dezeen Jobs. Плюс редкие новости.
Dezeen Awards
Новости о нашей программе Dezeen Awards, включая сроки подачи заявок и объявления.
Плюс периодические обновления.
Dezeen Events Guide
Новости от Dezeen Events Guide, справочника, посвященного ведущим событиям, связанным с дизайном, происходящим по всему миру. Плюс периодические обновления.
Мы будем использовать ваш адрес электронной почты только для отправки запрошенных вами информационных бюллетеней. Мы никогда не передадим ваши данные кому-либо еще без вашего согласия. Вы можете отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части каждого письма или написав нам по адресу [email protected].
Для получения более подробной информации см. наше уведомление о конфиденциальности.
Спасибо!
Вскоре вы получите приветственное письмо, поэтому проверьте свой почтовый ящик.
Вы можете отказаться от подписки в любое время, щелкнув ссылку внизу каждого информационного бюллетеня.
Невидимый материал: 10 проектов, определяющих будущее кирпича
Компания Architizer рада объявить об открытии 11-й ежегодной премии A+ Awards! С основным сроком подачи заявок 16 декабря 2022 г.
900:56 , часы тикают — начните работу уже сегодня.
В большинстве мест по всему миру кирпич был основным архитектурным элементом на протяжении столетий, а в некоторых случаях и тысячелетий. Вполне вероятно, что кирпичи являются самым ранним искусственным строительным материалом в мире.
Тем не менее, материал редко прославляется как важный, влиятельный или захватывающий; книг на эту тему не публиковалось уже десять лет: кирпичные здания вездесущи, но при этом совершенно невидимы. Возможно, это потому, что кирпичи имеют такую скромную, непритязательную, управляемую форму — они такого размера, что их можно держать одной рукой, пока другая наносит раствор — и что они в основном просто сделаны из земли.
© Anagram Architects
Фрагмент Южноазиатского центра документации по правам человека
В кирпиче нет ни величия камня, ни современности бетона или стали. Но у них действительно есть ряд замечательных свойств: они экономичны, устойчивы к атмосферным воздействиям и пожаробезопасны.
Они могут быть изготовлены на месте из натуральных материалов и подлежат вторичной переработке. Они также экологически эффективны, так как их структура с открытыми ячейками аккумулирует тепло и медленно отдает его, благодаря чему в кирпичных зданиях летом прохладно, а зимой тепло. Наконец, кирпичи также широко нравятся не-архитекторам.
Новое поколение архитекторов переосмысливает то, что такое кирпичное здание, и их работа демонстрирует, что кирпич, далеко не анахронизм, вероятно, останется актуальным в будущем, поскольку будут найдены новые способы использования его многочисленных качеств.
© Mecanoo
Музей под открытым небом. Стена длиной 470 футов, образованная гобеленом из кирпичей с различными методами склеивания и соединения, приветствует посетителей сайта — явный намек на разнообразие кирпичей, которые можно найти за стеной.
© Anagram Architects
© Anagram Architects
Южноазиатский центр документации по правам человека Anagram Architects (2005), Нью-Дели, Индия элегантно устроенная перфорированная стена.
Он показывает офисное здание НПО по правам человека. Проект демонстрирует деликатность, которую может иметь кирпич — в форме, которую нельзя представить ни с каким другим материалом.
© Filip Dujardin Photography. архитекторы объединили лоскутное одеяло из кирпича в новое целое. Существующие элементы поддаются расшифровке, что означает, что реконструкция имеет ощутимый смысл как истории, так и возрождения, что полностью соответствует его роли общественного центра.
© WISE Architecture
ABC Building компании Wise Architecture (2012 г.), Сеул, Южная Корея
В этом пятиэтажном офисном здании есть то, что архитектор назвал «архитектурной горой». Обратная лестница достигает вершины здания за пять пролетов, достигая «вершины» террасы на крыше. Больше всего впечатляют перфорированные стены по пути, которые позволяют видеть снаружи, даже если они придают зданию решительную массу издалека.
Изображение с сайта Museum.de.
Художественный музей Колумбы Петера Цумтора (2010 г.
), Кельн, Германия
Вероятно, на этом месте уже более тысячи лет стоит церковь. Хотя части его средневекового воплощения сохранились, большая часть этого места была разрушена во время Второй мировой войны. Цумтор решил включить уцелевшие элементы, объединив рассредоточенные оригинальные здания в единое целое. Перфорация позволяет воздуху и городскому шуму проникать в стены этого музея, а подобранный по цвету раствор придает зданию солидный, приземленный вид.
© SHoP Architects.
© SHoP Architects. Для создания волнистого кирпичного фасада каждая панель создавалась за пределами площадки. Резиновая форма удерживает кирпичи на полу, а сверху заливают бетон. После отверждения резиновая форма была удалена, чтобы оставить монолитную панель готовой к монтажу на фасаде.
© T.T.H.R. Aedes Studio
© T.T.H.R. Aedes Studio
Red Apple Apartment by Aedes Studio (2013), София, Болгария
Построив участок со скудными историческими ссылками, Aedes Studio создала свой собственный.
Вторя многим постиндустриальным городам Европы, они задумали здание бывшей фабрики, а затем представили его превращение в современные квартиры. Это тщеславие — или, возможно, обман — позволяет использовать ряд привлекательных деталей, таких как дымоходы, металлические клетки для балконов и явно случайные положения пространств двойной высоты. Целое остается связным из-за последовательного использования кирпича.
© Mass Studies, SLADE ARCHITECTURE
Pixel House от Mass Studies and Slade Architecture (2003), Кёнгидо, Южная Корея
Ступенчатая кирпичная кладка определяет периметр и крышу этого удивительного семейного дома в Южной Корее. Клиенты хотели дружелюбное здание, которое приветствовало бы местное сообщество, чтобы разделить пространство за пределами их дома. Такой округлой формы трудно достичь в кирпиче, но результат получается привлекательным и игривым.
Изображение предоставлено Йоханом Цельсингом.
Церковь Орста Йохана Целсинга (2008 г.
), Стокгольм, Швеция
Эта лютеранская церковь стоит на скале с видом на пригород Стокгольма. Для небольшого участка использовано огромное количество материалов — среди них зеленый и белый глазурованный, красный, перфорированный и известковый кирпич — но их мастерская композиция и сдержанная детализация привели к созданию тихого мощного пространства. Стены выполнены из несущего кирпича, в отличие от многих кирпичных зданий, имеющих железобетонную конструкцию. Одним из результатов поддержки такого веса является то, что стены на уровне земли имеют толщину около трех футов.
Музей Нинбо Ван Шу (2008 г.), Нинбо, Китай
В этом огромном музее китайской истории используются местные материалы различных форм и размеров, включая десятки тысяч кирпичей. Шу намеренно сослался как на топографию местности, сделав отсылки к горам, так и на традицию морской торговли Нинбо: объектная автономия здания и форма носа лодки делают его похожим на гигантское судно, плывущее по ландшафту.