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一貼即刻遁形 逃脫紅外搜索

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-05-26 01:31:09  來源:科技日報(bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  本報(bào)記者華 凌綜合外電

  魷魚,可以利用背景做終極偽裝的藝術(shù)家,會使毫無戒心的捕食者探測不到它們的行蹤。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,通過魷魚在這一過程中使用的關(guān)鍵蛋白,美國加州大學(xué)歐文分校的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種“隱形不干膠貼”,未來可以幫助士兵在作戰(zhàn)中進(jìn)行偽裝,甚至逃脫敵人利用紅外攝像機(jī)進(jìn)行的地毯式搜索。

  以魷魚外皮為靈感

  在戰(zhàn)場上,士兵白天穿綠色和棕色制服可以偽裝混跡于綠樹叢里,不被發(fā)現(xiàn)。但是在夜間和低光條件下,他們?nèi)匀蝗菀妆患t外線探測出。

  加州大學(xué)歐文分?;瘜W(xué)工程與材料科學(xué)副教授阿龍·歌羅德斯基解釋說:“我們已經(jīng)開發(fā)出一種不干膠貼,作為輕薄、柔性靈活的保護(hù)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?!?/p>

  研究人員說,他們是以魷魚外皮為靈感設(shè)計(jì)達(dá)到了這種效應(yīng)。魷魚皮膚的特點(diǎn)是具有不尋常的閃光細(xì)胞,呈層狀結(jié)構(gòu)。這種動物使用生化級聯(lián)改變層的厚度和間距。因此,反過來這會影響細(xì)胞的反射光線和皮膚顏色。

  這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)首先誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生一種反射物質(zhì)——一種結(jié)構(gòu)蛋白,該蛋白是魷魚改變顏色和反射光線能力的基礎(chǔ)。利用它可以制備模仿魷魚外皮的光學(xué)活性薄膜。

  然后他們把蛋白附在硬底層上。為了誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)和反光,只是改變這些閃光細(xì)胞,薄膜需要某種觸發(fā)。最初的搜索顯示,當(dāng)用紅外攝像頭掃描時(shí),醋酸蒸汽可以引發(fā)層片膨脹和消失。

  歌羅德斯基說:“我們正在做的相當(dāng)于在醋酸蒸汽里徹底清洗這個(gè)層片,基本上把它泡在濃縮的醋里?!?/p>

  用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)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(jī)下反復(fù)消失和再現(xiàn)。但這些條件在作戰(zhàn)中對士兵不會起作用。

  仿生涂層帶來革新

  軍事中廣泛使用紅外探測設(shè)備用于夜視、導(dǎo)航、目標(biāo)監(jiān)視與跟蹤。據(jù)加州大學(xué)歐文分校研究人員解釋,該涂層的革新點(diǎn)在于,其功能位于電磁頻譜的近紅外波段,大約700到1200nm,這與大多數(shù)紅外成像設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)成像范圍匹配。該波段通常不適用仿生的反光材料。

  目前,研究人員已經(jīng)把這種結(jié)構(gòu)蛋白組裝在合適的聚合物基質(zhì)上,用在普通膠帶貼上。這個(gè)膠帶可以貼在一系列表面,包括制服,在紅外攝像機(jī)下,其外觀會因拉抻發(fā)生變化。

  歌羅德斯基說,“我們的方法簡單,讓其與各種表面兼容,有潛力使許多簡單的對象獲得偽裝能力。”這項(xiàng)工作可能應(yīng)用在紅外隱身偽裝、節(jié)能反光涂層和生物啟發(fā)光學(xué)方面。

  研發(fā)出一個(gè)能響應(yīng)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(bǔ)充道。加州大學(xué)的研究人員目前正在為反射涂層觸發(fā)色變的可替代、無化學(xué)的性質(zhì)制定策略。

  歌羅德斯基說:“我們的長期目標(biāo)是創(chuàng)建動態(tài)地改變紋理和顏色來適應(yīng)環(huán)境的面料,尋求將變形服裝這個(gè)科幻東西成為現(xiàn)實(shí)?!?/p>

  成就自行偽裝系統(tǒng)

  此項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。該研究成果在第249次美國化學(xué)學(xué)會(ACS)國家會議和博覽會上也得以展現(xiàn)。

  盡管這項(xiàng)技術(shù)還不能應(yīng)用于現(xiàn)實(shí),歌羅德斯基預(yù)期士兵或安全人員可以在未來某一天中,根據(jù)需要,用攜帶的一卷隱形貼紙遮蔽其身上的制服。

  歌羅德斯基說:“我們正在追求更廉價(jià)和可以完全回收的東西?!蹦壳?,該團(tuán)隊(duì)仍然面臨一些主要的挑戰(zhàn)。他們將找出如何增加貼紙的亮度,以及同時(shí)讓多個(gè)貼紙以同樣的方式反應(yīng),成就一個(gè)自適應(yīng)的偽裝系統(tǒng)。

  當(dāng)前的版本反射近紅外光,在此基礎(chǔ)上,研究人員也在努力使這個(gè)貼紙具有更多功能。在實(shí)驗(yàn)中,他們繼續(xù)扭曲這個(gè)材料,各種變異的貼紙?jiān)谥衅诤瓦h(yuǎn)紅外波長下也可以工作。這些應(yīng)用可以阻撓遠(yuǎn)紅外成像。他們也可以應(yīng)用于戶外,例如在軍事領(lǐng)域,這種面料可以布設(shè)陷阱,或在不同的環(huán)境下,釋放熱量讓人感到很舒服。

  而且,在與加州大學(xué)醫(yī)學(xué)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(shí)驗(yàn)室顯示,這種結(jié)構(gòu)蛋白支持細(xì)胞生長。這可能影響到制作新的生物電子設(shè)備,甚至生長出“活的”半人工魷魚皮膚。

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