اختراعات هوشمندانه برای نامرئی‌سازی؛ رویای دیرینه بشر به واقعیت می‌پیوندد؟

به گزارش سیلاد و به نقل از یورونیوز، فناوری‌های پنهان‌ساز امروزی تنها محدود به پوشش رادارگریز هواپیماهای نظامی نمی‌شوند؛ بلکه اکنون محققان در حال توسعه سیستم‌هایی هستند که بتوانند اشیاء را از دید نور مرئی، دوربین‌های حرارتی، سنسورهای صوتی و حتی لرزش‌ها مخفی کنند.

هدف نهایی، ایجاد زیرساخت‌هایی است که نه‌تنها «دیده نشوند» بلکه حتی انرژی را جذب کرده، بی‌صدا باشند و از خطراتی مانند زلزله هم در امان بمانند.

شنل نامرئی؛ از رؤیا تا واقعیت
برای آن‌که جسمی نامرئی شود، باید نور به‌جای اینکه بازتاب شود یا جذب گردد، به‌نحوی دقیق و هدفمند از اطراف آن منحرف شود. این ایده سال‌هاست که در نظریه مطرح شده اما پیاده‌سازی آن نیازمند موادی خاص با ساختارهای فوق‌العاده پیچیده به نام «فراماده» است.

در سال ۲۰۰۶ میلادی محققان دانشگاه دوک آمریکا برای نخستین بار موفق به ساخت نمونه‌ای از دستگاه پنهان‌ساز شدند که امواج مایکروویو را دور یک استوانه مسی منحرف می‌کرد.

محققان در دانشگاه دوک در پی خلق فناوری خمیده کردن امواج مایکروویو به منظور نامرئی‌سازی

اگرچه این فناوری تنها در محدوده‌ طول‌موج خاصی کار می‌کرد، اما آغازگر عصری جدید در علم استتار بود.

در سال ۲۰۱۸ میلادی دانشمندان دانشگاه هاروارد و واترلو با استفاده از لنزهای فلزی نانویی (متالنزها) توانستند نور مرئی را در طیف وسیعی منحرف کنند؛ گامی نزدیک‌تر به ساخت شنل نامرئی واقعی.

با این حال چالش انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و عملکرد در تمام زوایا و طول‌موج‌ها همچنان پابرجاست.

هنر نامرئی کردن هواپیماها
فناوری پنهان‌کاری در صنعت هوافضا سال‌هاست که مورد استفاده قرار گرفته است. هواپیماهایی مانند اف-۱۱۷ با طراحی زاویه‌دار و پوشش‌های خاص، امواج رادار را منحرف می‌کنند تا دیده نشوند.

علاوه بر شکل، مواد سازنده نیز نقش کلیدی دارند. برای مثال رنگ‌های دارای میکروذرات آهن، امواج رادار را جذب و به گرما تبدیل می‌کنند.

استفاده از پوشش‌های مات، پرواز در شب، کنترل دمای خروجی موتور و کاهش رد دود در ارتفاعات خاص از دیگر روش‌های پنهان‌کاری در آسمان است.

حتی متاسطح‌های الکترومغناطیسی جدید نیز قادرند امواج را به‌گونه‌ای منحرف کنند که هواپیما به چشم یک پرنده کوچک دیده شود.

جنگنده اف-۱۱۷ پنهانکار

استتار حرارتی با گرافن؛ پوست آفتاب‌پرست در دنیای فناوری
بدن انسان به‌طور طبیعی حدود ۲۰۰ وات گرمای فروسرخ تولید می‌کند. دوربین‌های حرارتی با دقت بالا قادرند این گرما را تشخیص دهند و پنهان شدن از دید آن‌ها دشوار به نظر می‌رسد.

برای مثال پتوی فلزی شاید برای مدت کوتاهی مفید باشد، اما به‌زودی گرما زیر آن جمع می‌شود و حتی ممکن است به صورت «نقطه سرد» توسط دوربین دیده شود.

اکنون اما در دانشگاه منچستر انگلیس تیمی به رهبری پروفسور کوشکون کوکاباش با بهره‌گیری از گرافن، پوششی طراحی کرده‌اند که با تغییر الکترون‌های سطحی خود، خواص نوری و حرارتی را تنظیم می‌کند.

آنها در سال ۲۰۲۲ ژاکتی با ۴۲ وصله گرافنی ساختند که مانند پیکسل، گرما را پنهان می‌کنند و فرد را از دید دوربین حرارتی نامرئی می‌سازند.

وقتی صدا ناپدید می‌شود
شب‌پره آفریقایی، یکی از شگفتی‌های طبیعت است که با ساختار خاص بال‌هایش، امواج صوتی خفاش را جذب کرده و از شکار فرار می‌کند. این ساختار نوعی فراماده آکوستیکی طبیعی است.

محققان دانشگاه بریستول بریتانیا، این ساختار را بررسی کرده و دریافته‌اند که می‌توان با استفاده از آرایه‌های دوره‌ای، امواج صوتی را منحرف یا جذب کرد و یا بازتاب داد.
 

شب‌پره آفریقایی

این فناوری می‌تواند در بی‌صدا کردن سیستم‌های تهویه، عایق صوتی نازک‌تر از بتن و حتی هدایت انرژی لرزشی در خودروها و پل‌ها کاربرد داشته باشد.

آینده‌ای که دیده نمی‌شود
شهرهایی که از دید پنهان‌ هستند، صدا تولید نمی‌کنند، لرزه‌ها را منحرف می‌کنند و انرژی را ذخیره می‌سازند ممکن است در آینده‌ای نه‌چندان دور پدیدار شوند.

فناوری‌های مبتنی بر فراماده‌ها، از علوم نوری و حرارتی گرفته تا صوتی و لرزشی، راه را برای تحقق این آرمان‌شهر‌های علمی باز کرده‌اند.

در واقع شاید شنل نامرئی هری پاتر هنوز ساخته نشده باشد، اما جهان علم از همیشه بیشتر به آن نزدیک است.