一貼即刻遁形 逃脫紅外搜索
- 發佈時間:2015-05-26 01:31:09 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
本報記者華 淩綜合外電
魷魚,可以利用背景做終極偽裝的藝術家,會使毫無戒心的捕食者探測不到它們的行蹤。據物理學家組織網報道,通過魷魚在這一過程中使用的關鍵蛋白,美國加州大學歐文分校的科學家設計出一種“隱形不幹膠貼”,未來可以幫助士兵在作戰中進行偽裝,甚至逃脫敵人利用紅外錄影機進行的地毯式搜索。
以魷魚外皮為靈感
在戰場上,士兵白天穿綠色和棕色制服可以偽裝混跡于綠樹叢裏,不被發現。但是在夜間和低光條件下,他們仍然容易被紅外線探測出。
加州大學歐文分校化學工程與材料科學副教授阿龍·歌羅德斯基解釋説:“我們已經開發出一種不幹膠貼,作為輕薄、柔性靈活的保護層,可以更好地幫助士兵匹配其隱蔽位置的紅外反射率,遁形于活躍的紅外可視化探查。”
研究人員説,他們是以魷魚外皮為靈感設計達到了這種效應。魷魚皮膚的特點是具有不尋常的閃光細胞,呈層狀結構。這種動物使用生化級聯改變層的厚度和間距。因此,反過來這會影響細胞的反射光線和皮膚顏色。
這個研究團隊首先誘導細菌産生一種反射物質——一種結構蛋白,該蛋白是魷魚改變顏色和反射光線能力的基礎。利用它可以製備模倣魷魚外皮的光學活性薄膜。
然後他們把蛋白附在硬底層上。為了誘導結構和反光,只是改變這些閃光細胞,薄膜需要某種觸發。最初的搜索顯示,當用紅外攝像頭掃描時,醋酸蒸汽可以引發層片膨脹和消失。
歌羅德斯基説:“我們正在做的相當於在醋酸蒸汽裏徹底清洗這個層片,基本上把它泡在濃縮的醋裏。”
用適當的化學刺激,薄膜的顏色和反射率可以來回變換,這使得薄膜在紅外線攝影機下反覆消失和再現。但這些條件在作戰中對士兵不會起作用。
倣生涂層帶來革新
軍事中廣泛使用紅外探測設備用於夜視、導航、目標監視與跟蹤。據加州大學歐文分校研究人員解釋,該涂層的革新點在於,其功能位於電磁頻譜的近紅外波段,大約700到1200nm,這與大多數紅外成像設備的標準成像範圍匹配。該波段通常不適用倣生的反光材料。
目前,研究人員已經把這種結構蛋白組裝在合適的聚合物基質上,用在普通膠帶貼上。這個膠帶可以貼在一系列表面,包括制服,在紅外錄影機下,其外觀會因拉抻發生變化。
歌羅德斯基説,“我們的方法簡單,讓其與各種表面相容,有潛力使許多簡單的對象獲得偽裝能力。”這項工作可能應用在紅外隱身偽裝、節能反光涂層和生物啟發光學方面。
研發出一個能響應外部信號、自動重新配置的材料,這僅僅是第一步,歌羅德斯基在一份聲明中補充道。加州大學的研究人員目前正在為反射涂層觸發色變的可替代、無化學的性質制定策略。
歌羅德斯基説:“我們的長期目標是創建動態地改變紋理和顏色來適應環境的布料,尋求將變形服裝這個科幻東西成為現實。”
成就自行偽裝系統
此項研究發表在《先進材料》雜誌上。該研究成果在第249次美國化學學會(ACS)國家會議和博覽會上也得以展現。
儘管這項技術還不能應用於現實,歌羅德斯基預期士兵或安全人員可以在未來某一天中,根據需要,用攜帶的一卷隱形貼紙遮蔽其身上的制服。
歌羅德斯基説:“我們正在追求更廉價和可以完全回收的東西。”目前,該團隊仍然面臨一些主要的挑戰。他們將找出如何增加貼紙的亮度,以及同時讓多個貼紙以同樣的方式反應,成就一個自適應的偽裝系統。
當前的版本反射近紅外光,在此基礎上,研究人員也在努力使這個貼紙具有更多功能。在實驗中,他們繼續扭曲這個材料,各種變異的貼紙在中期和遠紅外波長下也可以工作。這些應用可以阻撓遠紅外成像。他們也可以應用於戶外,例如在軍事領域,這種布料可以布設陷阱,或在不同的環境下,釋放熱量讓人感到很舒服。
而且,在與加州大學醫學院弗朗西斯科·通博拉和麗莎·弗拉納根博士一起合作,歌羅德斯基的實驗室顯示,這種結構蛋白支援細胞生長。這可能影響到製作新的生物電子設備,甚至生長出“活的”半人工魷魚皮膚。
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