Дослідники вивчили особливості комах роду Cicadella і створили штучний матеріал, що імітує здатність цикадок до чудового маскування.
Обмін рідиною у більшості комах влаштований не так, як у людей. Маленькі тварини дуже неохоче розлучаються з дорогоцінною вологою, а тому навіть мікроскопічні частинки води, які вони виділяють в якості своєрідного «поту», мають ряд дуже цікавих властивостей. Вчені звернули увагу на те, що подібні виділення у цикадок (рід Cicadella) здатні змінювати довжини світлових хвиль. Ця механіка може лягти в основу маскувальних технологій майбутнього і дозволить інженерам розробити справжнісінький плащ-невидимку!
Невидимість: наука вчиться у природи
Існує кілька способів досягти повної або часткової невидимості тіла, і тварини активно користуються ними для маскування в природному середовищі існування. Завдяки поглинанню світла крилами цикадки їй вдається стати непомітною для хижаків. Вчені з Університету штату Пенсільванія придумали синтетичні матеріали, які імітують мікрочастинки, що використовуються комахами. Для цього вони проробили в тканині наноотвори для поглинання світла, що надходить з будь-якого боку, в широкому діапазоні частот.
Штучні брохосоми, пофарбовані спеціальним барвником
Як відзначають самі вчені, синтетичні матеріали допомогли біологам нарешті зрозуміти те, як цикадкам вдається так добре маскуватися в дикій природі. Самі мікрочастинки називаються брохосоми: за допомогою складного п’ятиступінчастого електрохімічного процесу, дослідникам вдалося створити їх імітацію. Штучний матеріал в результаті здатний поглинати 99% спрямованого світла — від ультрафіолетового до інфрачервоного, включаючи і видимий діапазон.
Коли дослідники вирішили випробувати своє дітище на практиці, помістили його на листя рослини і вивчили за допомогою «погляду божої корівки» — пристрою, що обмежує зоровий спектр і дозволяє людині бачити так само, як і однойменна комаха. Результати були вражаючими: візуально відрізнити лист від лежачої на ньому «здобичі» було практично неможливо.
Значення винаходу
В даний час наукове співтовариство сперечається з приводу того, чи можна зробити повністю невидимий матеріал. Один з авторів нового дослідження, Так-Сін Вонг, вважає, що вся справа в правильному підборі матеріалів під конкретні потреби — поглинаючі матеріали корисні не тільки як засіб досягнення оптичної невидимості. Він наводить у приклад оксид марганцю, який в даний час широко використовується в акумуляторах і суперконденсаторах. Через високу площу поверхні ця частка може створювати хороший аккумуляторний заряд і, як наслідок, забезпечити прискорене протікання хімічної реакції. Це стане в нагоді для цілого ряду завдань: наприклад, телескопи зможуть набагато точніше моніторити глибини космосу, а сонячні батареї навчаться ефективніше поглинати енергію світла.