Ein Team chinesischer Forscher hat ein Material für einen Tarnumhang entwickelt, das die Eigenschaften von Geckos, Glasfröschen und Bartagamen vereint.
Der Glasfrosch war eines der drei Tiere, die die Studie inspirierten. Foto : iStock
Inspiriert durch das Chimärenmonster aus der griechischen Mythologie kombinierten chinesische Forscher die Eigenschaften dreier kaltblütiger Tiere – darunter Geckos, Glasfrösche und Bartagamen – und schufen so ein Hybridmaterial, mit dem Tarnumhänge Wirklichkeit werden könnten, berichtete die Times of India am 30. Januar. Das Forschungsteam der Universitäten Jilin und Tsinghua sagte, sie hätten einen Prototyp entworfen, der auf der individuellen natürlichen Überlebensstrategie jedes einzelnen Tiers basiere und nicht durch Mikrowellen, sichtbares Licht und Infrarotspektren erkannt werden könne.
In einer am 30. Januar in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie erklärten die Forscher, sie hätten einen biotechnologischen Ansatz zur Lösung des aktuellen Tarnproblems verwendet, nämlich der mangelnden Flexibilität auf unterschiedlichem Gelände. „Unsere Arbeit verlagert die Tarntechnologie von begrenztem auf variables Gelände und stellt einen wichtigen Schritt in Richtung Elektromagnetismus der nächsten Generation dar“, sagte das Team.
Die Forschung baut auf den jüngsten rasanten Fortschritten auf dem Gebiet der Metamaterialien und synthetischen Fasern mit einzigartigen Fähigkeiten zur Manipulation elektromagnetischer Wellen auf, die zunehmend in der Stealth-Technologie eingesetzt werden. Durch die präzise Steuerung der Oberflächenstruktur können Metamaterialien elektromagnetische Wellen auf spezielle Weise reflektieren und so Objekte für Radar unsichtbar machen. Ihre beabsichtigte Funktion besteht jedoch nur darin, in bestimmten Umgebungen Tarnung zu bieten.
Chinesische Wissenschaftler streben nach einem Metamaterial, das sich an unterschiedliche Spektral- und Geländebedingungen anpassen kann und gleichzeitig gegenüber der Erkennung im sichtbaren und infraroten Licht unempfindlich bleibt. Sie nennen dieses Supermaterial Chimera, nach dem aus drei verschiedenen Tieren bestehenden Monster, weil es die Farbwechseleigenschaften eines Geckos, die Transparenz eines Glasfrosches und die Temperaturregulierung eines Bartagams in sich vereint.
Der leitende Forscher Xu Zhaohua von der Jilin-Universität gab bekannt, dass ihre erste Inspiration der Gecko war, eine Eidechse, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, ihre Farbe und ihren Hautton zu ändern. Das Chimera-Metamaterial ahmt einen Gecko nach, indem es seine Mikrowellenreflexionseigenschaften anpasst, um sich in unterschiedliche Landschaften einzufügen, von Wasser bis zu Grasland. Das Design von Chimera wurde auch vom Glasfrosch beeinflusst, der in den Regenwäldern Mittel- und Südamerikas lebt und ein Tier ist, das im Schlaf den Großteil seines Blutes in der Leber speichert, wodurch sein Körper durchsichtig wird. Die Forscher fügten die Schaltkreise von Chimera zwischen Schichten aus PET-Kunststoff und Quarzglas ein, um einen Grad an optischer Transparenz zu erreichen, der den natürlichen Tarneigenschaften des Glasfrosches ähnelt.
Das Team stand vor der Herausforderung, die Wärme zu verbergen, die durch den Strom erzeugt wird, der zur Stromversorgung der Oberflächenschaltkreise des Metamaterials verwendet wird und die Infrarotdetektoren ausgesetzt sein könnte. Um dieses Problem zu lösen, wandten sich Wissenschaftler Bartagamen in Australien zu. Dieses Reptil reguliert seine Körpertemperatur durch eine Veränderung der Farbe seines Rückens, von blassgelb, wenn es sich abkühlen muss, zu dunkelbraun, um warm zu bleiben.
Durch den Einsatz einer mechanischen Steuerung konnte das Team den Temperaturgradienten von Chimera auf 3,1 Grad Celsius reduzieren, ein Niveau, das in unterschiedlichem Gelände mit Wärmebildtechnologie nicht erkennbar ist. Indem das Chimera-Metamaterial die Reaktion von Bartagamen auf ihre natürliche Umgebung nachahmt, könnte es die Wahrscheinlichkeit verringern, dass es von entfernten Wärmemeldern erkannt wird.
Der Forschungsarbeit zufolge wurde eine Prototypversion des Chimera-Metamaterials in einem fünfstufigen Prozess entwickelt, der mit der Musterung auf Kunststoff begann, gefolgt von der Erstellung von Metallgittern und endend mit der manuellen Montage, um Unsichtbarkeit über mehrere Spektren hinweg zu erreichen. Das Forschungsteam sagte, dass die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten der neuen Technologie vielfältig seien und vom militärischen Einsatz bis zum Artenschutz reichten. In militärischer Hinsicht können Chimären einen entscheidenden Vorteil bieten, da sie es Soldaten oder Objekten ermöglichen, sich in unterschiedliche Umgebungen einzufügen und gleichzeitig einer Erkennung durch Kameras, Infrarotdetektoren und optische Geräte zu entgehen. Die Technologie hilft auch dabei, Tiere in ihrer natürlichen Umgebung auf nicht-invasive Weise zu beobachten. Durch die Minimierung menschlicher Auswirkungen auf die Tierwelt kann Chimera zu Naturschutzbemühungen beitragen.
An Khang (laut Times of India )
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