شنل های نامرئی دیگر فقط علمی تخیلی نیستند!

فناوری پنهان‌سازی یا نامرئی بودن، یک ابرقدرت بسیار مطلوب در قلمروهای علمی تخیلی و فانتزی بوده است. بیگانگان از کهکشان های دور، جادوگران قدرتمند و هابیت های فروتن از توانایی نامرئی بودن به شکلی دیگر استفاده کرده اند. خوب، به نظر می رسد که در آینده نزدیک می توانیم شنل نامرئی را با استفاده از تزفند های مهندسی به دست آوریم. دانشمندان و شرکت های خصوصی در حال حاضر روی فناوری نامرئی کار می کنند. با این حال، مسیر ایجاد جادوی فناوری پنهان سازی آنقدرها هم که فکر می کنید ساده نیست. فن آوری نامرئی بسیار دور از ایده آل است. در واقع، نه تنها ایجاد آن دشوار است، بلکه راه های مختلفی برای نامرئی کردن با استفاده از آموزش نرم افزار های مهندسی وجود دارد. یافتن مناسب ترین و مفیدترین گزینه مشکل است. با این حال، امید خود را از دست ندهید! برخی تحقیقات و نمونه های اولیه موجود در آنجا می توانند در واقع یک شنل نامرئی را زودتر از آنچه فکر می کنید مهندسی شود و وارد بازار کنند. یک دستگاه پوشش واقعی باید راهی برای خم کردن نور به اطراف یک شخص یا شی از همه جهات پیدا کند. با این حال، یکی از راه‌هایی که دانشمندان فناوری پنهان‌سازی (نامرئی) را ایجاد کرده‌اند، نسبتاً ساده است. آن‌ها از دوربین‌ها برای ضبط و پخش تصاویری از آنچه در پشت یک شی است بر روی سطح شیء استفاده کرده‌اند و به نظر می‌رسد که حتی در آنجا نیست. در اوایل دهه 2000، تیمی از مهندسان دانشگاه توکیو یک سیستم استتار نوری ایجاد کردند که باعث می‌شود هر کسی که یک ماده بازتابنده منحصر به فرد را بپوشد نامرئی شود. از آن زمان تاکنون نسخه‌های متعددی از این فناوری ظاهر شده‌اند و هر نسخه پیشرفته‌تر می‌شود. نسخه مشابه، هرچند تخیلی، این فناوری در پروتکل Ghost Mission Impossible استفاده شد. با این حال، کلید ایجاد یک شنل نامرئی واقعی ممکن است در اطراف متا مواد متمرکز شود. اینها کامپوزیت های فلزدی الکتریک هستند که در مقیاس نانو مهندسی شده اند. ساختار کامپوزیت به عنوان آرایه ای از اتم های مصنوعی عمل می کند و تابش الکترومغناطیسی را قادر می سازد آزادانه از اطراف یک جسم عبور کند. فراماده نور را به اطراف جسمی که روی آن پوشانده شده هدایت می کند تا این توهم ایجاد کند که شی اصلاً آنجا نیست. در سال 2006، گروهی از دانشمندان دانشگاه دوک از فرامواد برای ساختن و مهندسی یک دستگاه پوشش ساده استفاده کردند که قادر بود اشیا را از امواج مایکروویو پنهان کند. در حالی که نمی‌توانست اشیا را از دید انسان پنهان کند، اولین قدم مهم در ایجاد یک شنل نامرئی واقعی بود. ده سال بعد، محققان و مهندسان دوک یک پوشش فراماده هفت لایه ساختند که می توانست از یک جسم کوچک در برابر امواج الکترومغناطیسی در تمام طول مسیر از مادون قرمز تا بخش های رادیویی طیف محافظت کند. تیم دیگری با استفاده از یک "شنل فرش" که از لایه‌های اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون حکاکی شده‌اند، دستگاهی ساختند که می‌تواند یک شی را از دید انسان نامرئی کند. شنل روی یک شی قرار می گیرد و حکاکی، "برآمدگی" جسم را در زیر شنل نامرئی می کند و به نظر می رسد که هنوز یک سطح صاف است.

*«فناوری پنهان‌سازی» Hyperstealth می‌تواند افراد، سلاح‌ها و ساختمان‌ها را پنهان کند:

برخی از کاربردی ترین فناوری های نامرئی از ذهن شرکت مهندسی بیوتکنولوژی HyperStealth بیرون آمده است. شرکت کانادایی استتار(نامرئی) پس از رونمایی از فناوری نامرئی خود، خبرساز شد. این ماده اولیه اختراع شده که Quantum Stealth نام دارد، عمدتاً برای ارتش ساخته شده است. کوانتوم استیلث می تواند برای نامرئی کردن پرسنل نظامی و تجهیزات نظامی مانند تانک ها و جت ها در نبرد مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، این تازه شروع است. شنل نامرئی فقط نمی تواند اشیاء را از دید تماشاگران مخفی یا مخدوش کند، بلکه می تواند این اشیاء را از تصویرگرهای مادون قرمز و فرابنفش پنهان کند. این همه به لطف چیزی که عدسی عدسی نامیده می شود امکان پذیر است. عدسی ورقه ای موجدار است که در آن هر برآمدگی از یک عدسی منحنی به بیرون تشکیل شده است. ممکن است روی برخی از کارت‌های پوکمون و بیسبال هولوگرافیک قدیمی با لنزهای عدسی شکل مواجه شوید. در یک عدسی عدسی، ردیف‌هایی از عدسی‌های استوانه‌ای، نور را با توجه به زاویه دید منکسر می‌کنند. کوانتوم استیلث راهی برای چیدمان لایه‌های عدسی عدسی پیدا کرد تا در فواصل معینی در پشت مواد «نقاط مرده» ایجاد کند. وقتی از جلو به آن نگاه کنید، جسم پشت ماده قابل مشاهده نیست، اما پس زمینه قابل مشاهده است. این باعث ایجاد توهم نامرئی می شود. نمونه اولیه مواد این شرکت به نازکی کاغذ است، تولید آن ارزان است و به هیچ منبع انرژی نیاز ندارد. شنل ممکن است نامرئی کامل را ارائه نکند. با این حال، هنوز هم اشیاء را به خوبی مخفی می کند و آنقدر پنهان می کند که تشخیص جزئیات آن بسیار دشوار است. ما هنوز راهی داریم تا قبل از ایجاد "شنل نامرئی" خودمان برویم، اما امکان فناوری وجود دارد. بزرگترین چالش پیش روی توسعه یک دستگاه پوشش عملی، توانایی پوشاندن طیف گسترده ای از طول موج ها است. اما اگر بتوان بر این مسئله غلبه کرد، یک دستگاه پنهان‌سازی نه تنها کاربرد نظامی خواهد داشت، بلکه تحقیق در مورد فناوری پنهان‌سازی می‌تواند به ما در توسعه فناوری‌های LiDar و حتی پنل‌های خورشیدی بهتر کمک کند. به گفته گای کرامر، مدیرعامل HyperStealth، مواد مورد استفاده برای ایجاد فناوری نامرئی می‌توانند انرژی خروجی پنل‌های خورشیدی را به دلیل سطح بازتابی بزرگ آن سه برابر کنند.

*آیا فکر می کنید ما هرگز فناوری نامرئی ایجاد نخواهیم کرد؟

پوست مصنوعی می تواند سربازان را حتی برای حسگرهای گرما در شب نامرئی کند بر اساس مطالعه‌ای که اخیرا در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است، محققان نوع جدیدی از "پوست" پوششی ساخته شده از قطعات قابل خم شدن - با استفاده از سرمایش و گرمایش فعال برای تقلید رنگ‌های مرئی یا پروفایل‌های حرارتی محیط اطراف - ساخته‌اند که قابلیت نامرئی شدن دارند. پوسته پوشاننده حتی می‌تواند در مدت تقریباً پنج ثانیه از حالتی به حالت دیگر تغییر کند، و به پوشندگان این امکان را می‌دهد تا در طول روز خود را استتار کنند، در حالی که به سختی دوربین های حرارتی آنها را رویت میکنند.

*"پوست مصنوعی" می تواند نیروهای آینده را حتی از طریق حسگرهای گرما نامرئی کند!

پیشرفت‌های مداوم درمهندسی مواد و دستگاه‌های "نرم" به توسعه نمونه‌های اولیه تحقیقاتی کمک کرده است که به پوشندگان این امکان را می‌دهد تا از آفتاب‌پرست‌ها سرنخ بگیرند و با محیط اطراف خود ترکیب شوند - حداقل زمانی که نوبت به طیف نور مرئی می‌شود. مقاله اخیر از کره جنوبی آمده است و به آینده ای اشاره می کند که در آن نیروها به صورت نامرئی حرکت می کنند، حتی نشانه های حرارتی آنها فراتر از ابزارهای مرسوم برای ردیابی است.تکه‌های «پوست» مصنوعی از «پیکسل‌ها» ساخته شده‌اند که حاوی کریستال‌های مایع ترموکرومیک هستند که قادر به تغییر رنگ می باشند، بسته به دمای اطراف، «بنابراین امکان تولید رنگ‌های متنوع با کنترل دما را فراهم می‌کنند. بنابراین، محدوده به طور جداگانه با تطبیق رنگ محیط به دست می‌آید.

*دوربین میکرو به دستگاه کمک می کند تا به طور مستقل با محیط ترکیب شود:

تیم او فناوری جدید را با وصله‌ای که روی دست انسان قرار داده شده بود - نشان داد - که آن‌ها روی پس‌زمینه‌ای با رنگ‌ها و دماهای مختلف حرکت دادند. سئونگ در این مطالعه نوشت: «همانطور که عقربه در پس‌زمینه‌های مختلف حرکت می‌کند (خواه در حالت پوشش مرئی باشد یا [مادون قرمز])... هر پیکسل به‌طور متوالی رنگ/دمای خود را بر اساس موقعیت‌های نسبی خود تغییر می‌دهد. تیم تحقیقاتی هنوز باید قبل از اینکه کت و شلوار بتواند تمام رنگ های اطراف خود را "دیدن" کند، کار باید انجام دهد. در مقاله اخیر، تیم خود رنگ را برای آزمایش دستگاه وارد می‌کنند. سئونگ در ایمیلی به Defence One گفت: «با این حال، ما اخیراً روشی را برای شناسایی و تقلید از محیط با ادغام یک دوربین میکرو با دستگاه‌هایمان برای ساختن یک دستگاه کار مستقل ایجاد کرده‌ایم».

*بیونیک برای سلامتی، جنگ مدرن:

البته، ما در آستانه یک انقلاب در چندین زمینه مهندسی فناوری بیونیک هستیم. برخی از نمونه های اخیر عبارتند از H.U.L.C. اسکلت بیرونی - یک بدنه تیتانیومی از Berkeley Bionics و Lockheed Martin که به سربازان اسکلت خارجی نسل سومی می دهد که قادر به بلند کردن 200 پوند (90.7 کیلوگرم) هستند. به‌علاوه، لنزهای بیونیک می‌توانند بینایی فوق‌العاده‌ای را در اختیار کاربران قرار دهند و حتی از اشک به عنوان نشانگر زیستی استفاده کنند. صنعت دفاعی همچنین در حال کار بر روی Quantum Stealth است - دستگاهی با لبه ای نازک که می تواند نور را به اطراف خم کند و تصویر مرئی کاربر را با نور محیط اطراف جایگزین کند تا به اثری مشابه با دستگاه اخیر دست یابد.

*نیروهای نامرئی ممکن است استتار معمولی را در گرد و غبار به جا بگذارند؟

برای نشان دادن تطبیق پذیری وصله ها در نبرد، سئونگ اضافه کرد که او و تیمش علاوه بر استفاده از منبع انرژی کارآمدتر، باید دستگاه را افزایش دهند. در قطب شمال یا صحرا - جایی که استفاده کنندگان با دمای شدید مواجه می شوند - شرایط محیطی می تواند بر توانایی پوشاندن دستگاه تأثیر بگذارد. سئونگ گفت: "این مشکل ممکن است با افزودن یک عایق حرارتی مناسب حل شود." اما این ممکن است باعث تغییر عملکرد نیز شود، به این معنی که قبل از آماده شدن کامل دستگاه برای مبارزه زنده، آزمایش بیشتری لازم است. سئونگ همچنین خاطرنشان کرد که چگونه کار روی این دستگاه از "خواص جالب آبزیان" مانند اختاپوس، ماهی مرکب و ده ماهی الهام گرفته و مهندسی شده است. در حالی که ما با سربازان نامرئی مجموعه‌های علمی تخیلی مانند "Star Trek: Deep Space Nine" فاصله زیادی داریم، بدون شک در حاشیه یک جهش بزرگ در استتار سرباز هستیم - جهشی که ممکن است به زودی شاهد ترک آن باشیم.

نویسنده:مصطفی عینلی کارشناس دپارتمان مواد و متالوژی گروه آموزشی پارس پژوهان