ทีมนักวิจัยชาวจีนได้พัฒนาวัสดุคลุมล่องหนที่ผสมผสานลักษณะของตุ๊กแก กบแก้ว และมังกรมีเคราเข้าด้วยกัน
กบแก้วเป็นหนึ่งในสามสัตว์ที่เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการศึกษาครั้งนี้ ภาพถ่าย : iStock
นักวิจัยชาวจีนได้รับแรงบันดาลใจจากสัตว์ประหลาดคิเมร่าในตำนานเทพเจ้ากรีก โดยการผสานลักษณะเฉพาะของสัตว์เลือดเย็น 3 ชนิด ได้แก่ ตุ๊กแก กบแก้ว และมังกรมีเครา เพื่อสร้างวัสดุไฮบริดที่สามารถทำให้เสื้อคลุมล่องหนกลายเป็นจริงได้ หนังสือพิมพ์ Times of India รายงานเมื่อวันที่ 30 มกราคม ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจี้หลินและชิงหัวกล่าวว่าพวกเขาออกแบบต้นแบบโดยอิงตามกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดตามธรรมชาติเฉพาะตัวของสัตว์แต่ละตัว ซึ่งไม่สามารถตรวจพบได้ผ่านไมโครเวฟ แสงที่มองเห็นได้ และสเปกตรัมอินฟราเรด
ในการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences เมื่อวันที่ 30 มกราคม นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาใช้แนวทางทางชีววิศวกรรมเพื่อแก้ไขปัญหาการพรางตัวในปัจจุบัน ซึ่งก็คือการขาดความยืดหยุ่นในภูมิประเทศที่แตกต่างกัน “งานของเราขับเคลื่อนเทคโนโลยีพรางตัวจากภูมิประเทศที่จำกัดไปสู่ภูมิประเทศที่แปรปรวน ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่แม่เหล็กไฟฟ้ายุคถัดไป” ทีมงานกล่าว
งานวิจัยนี้สร้างขึ้นจากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วล่าสุดในสาขาของวัสดุเมตาและเส้นใยสังเคราะห์ที่มีความสามารถในการจัดการคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งถูกนำไปประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีสเตลท์เพิ่มมากขึ้น ด้วยการควบคุมโครงสร้างพื้นผิวอย่างแม่นยำ เมตาแมทีเรียลสามารถสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ในลักษณะเฉพาะ ทำให้วัตถุมองไม่เห็นด้วยเรดาร์ แต่ฟังก์ชันที่ตั้งใจไว้สามารถพรางตัวได้ในสภาพแวดล้อมบางประเภทเท่านั้น
นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกำลังมุ่งหวังที่จะพัฒนาเมตาแมทีเรียลที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพสเปกตรัมและภูมิประเทศที่หลากหลายได้ ในขณะที่ยังคงรักษาความทนทานต่อการตรวจจับในแสงที่มองเห็นและอินฟราเรดไว้ได้ พวกเขาเรียกซูเปอร์แมทีเรียลนี้ว่า คิเมร่า ตามชื่อสัตว์ประหลาดที่สร้างจากสัตว์สามชนิดที่แตกต่างกัน เนื่องจากมันผสานคุณสมบัติการเปลี่ยนสีของตุ๊กแก ความโปร่งแสงของกบกระจก และการควบคุมอุณหภูมิของมังกรมีเคราไว้ด้วยกัน
นักวิจัยชั้นนำ Xu Zhaohua จากมหาวิทยาลัย Jilin เปิดเผยว่าแรงบันดาลใจแรกของพวกเขาคือจิ้งจก ซึ่งเป็นกิ้งก่าที่รู้จักกันดีในความสามารถในการเปลี่ยนสีและสีผิว เมตาแมทีเรียลของ Chimera เลียนแบบกิ้งก่าโดยปรับคุณสมบัติการสะท้อนคลื่นไมโครเวฟเพื่อให้กลมกลืนไปกับภูมิประเทศที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แหล่งน้ำไปจนถึงทุ่งหญ้า การออกแบบของ Chimera ได้รับอิทธิพลมาจากกบแก้วที่อาศัยอยู่ในป่าฝนในอเมริกากลางและอเมริกาใต้ ซึ่งเป็นสัตว์ที่เก็บเลือดส่วนใหญ่ไว้ในตับขณะนอนหลับ ทำให้ร่างกายของมันโปร่งใส นักวิจัยได้ใส่วงจรของ Chimera ไว้ระหว่างชั้นพลาสติก PET และแก้วควอตซ์ เพื่อให้ได้ความโปร่งใสทางแสงในระดับเดียวกับคุณสมบัติการล่องหนตามธรรมชาติของกบแก้ว
ทีมงานต้องเผชิญกับความท้าทายในการซ่อนความร้อนที่เกิดจากไฟฟ้าที่ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับวงจรพื้นผิวของเมตาแมทีเรียล ซึ่งอาจสัมผัสกับเครื่องตรวจจับอินฟราเรดได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์จึงหันมาศึกษาเกี่ยวกับมังกรมีเคราในออสเตรเลีย สัตว์เลื้อยคลานชนิดนี้ควบคุมอุณหภูมิในร่างกายโดยการเปลี่ยนสีหลัง จากสีเหลืองอ่อนเมื่อต้องการความเย็นไปเป็นสีน้ำตาลเข้มเพื่อให้ร่างกายอบอุ่น
ทีมวิจัยได้ลดระดับอุณหภูมิของ Chimera ลงเหลือ 3.1 องศาเซลเซียส โดยใช้การออกแบบควบคุมเชิงกล ซึ่งเป็นระดับที่เทคโนโลยีถ่ายภาพความร้อนไม่สามารถตรวจจับได้ในภูมิประเทศหลากหลายประเภท โดยการเลียนแบบวิธีที่มังกรมีเคราตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ เมตาแมทีเรียลของคิเมร่าสามารถลดโอกาสที่เครื่องตรวจจับความร้อนจากระยะไกลจะตรวจพบได้
ตามเอกสารการวิจัย ได้มีการพัฒนารุ่นต้นแบบของ Chimera metamaterial โดยใช้กระบวนการ 5 ขั้นตอน เริ่มตั้งแต่การสร้างลวดลายบนพลาสติก ตามด้วยการสร้างตาข่ายโลหะ และจบลงด้วยการประกอบด้วยมือเพื่อให้มองไม่เห็นในสเปกตรัมต่างๆ ทีมนักวิจัยกล่าวว่าการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่มีขอบเขตกว้างขวางตั้งแต่การใช้ในทางทหารไปจนถึงการอนุรักษ์สัตว์ป่า ในทางทหาร คิเมร่าสามารถให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญในการทำให้ทหารหรือวัตถุต่างๆ กลมกลืนเข้ากับสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้ ในขณะที่หลีกเลี่ยงการตรวจจับจากกล้อง เครื่องตรวจจับอินฟราเรด และอุปกรณ์ออปติก นอกจากนี้เทคโนโลยียังช่วยให้สังเกตสัตว์ในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติได้โดยไม่รุกรานอีกด้วย ด้วยการลดผลกระทบของมนุษย์ต่อสัตว์ป่า คิเมร่าสามารถมีส่วนสนับสนุนความพยายามในการอนุรักษ์ได้
อัน คัง (ตามรายงานของ Times of India )
ลิงค์ที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)