Как стать невидимым?

  • 26 сентября 2014
камуфляж Правообладатель иллюстрации Thinkstock

От камуфляжной формы в армии до технологий, позволяющих сделать невидимыми даже небоскребы. Корреспондент BBC Future рассказывает, как человечество добивалось невидимости... и как, наконец, приблизилось к решению этой проблемы.

Говорят, что имитация – самая искренняя форма лести. В таком случае, люди на протяжении многих веков усиленно льстят другим живым существам.

Римский архитектор Витрувий, живший в первом веке до нашей эры, утверждал, что дома людей изобретены по образу и подобию ласточкиных гнезд.

Современность дала нам самолеты с изменяемой геометрией крыла, заимствованной у птиц, а также липучки многоразового применения, которые повторяют микроструктуру поверхности лап геккона.

Теперь ученым удалось скопировать способность осьминогов сливаться с окружающей средой.

Адаптивный камуфляж

Новая технология "адаптивного камуфляжа", который может менять оттенки цвета между светлым и темным, сливаясь с окружающей поверхностью, был представлен в августе этого года. Репортеры тут же принялись рассуждать о потенциальных возможностях его применения в военных целях. Но действительно ли мы понимаем, каким образом и зачем камуфляж используют животные? И будет ли маскировка военных объектов оптимальным применением для таких адаптивных материалов?

Изобретение принадлежит команде под руководством Джона Роджерса, ученого-материаловеда из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн. Чтобы создать поверхность, изменяющую цвет, исследователи впечатали в подложку из мягкого пластика ряды ячеек, содержащих термочувствительный краситель. Получился квадрат со стороной в 16 ячеек, каждая около миллиметра в диаметре. При комнатной температуре краситель имеет черный цвет. При нагревании примерно до 47 градусов Цельсия его химическая структура изменяется, и он становится прозрачным. При охлаждении вновь возвращается черная окраска.

Ученые снабдили каждую ячейку крохотными фотоэлементами, реагирующими на количество света, падающего на ячейку. Сигналы от фотоэлементов позволяют регулировать подачу электрического тока, нагревающего краситель. Если посветить на такой материал, черный краситель потеряет свой цвет и станет прозрачным - сквозь него будет видна светоотражающая подложка серебряного цвета.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Разработка Джона Роджерса повторяет принцип маскировки осьминогов

Принцип работы изобретения в целом схож с тем, как функционирует маскировка осьминога. Светочувствительные молекулы в коже животного регистрируют интенсивность света, излучаемого поверхностью, на которой они находятся. На основе этой информации пигментные клетки кожи меняют свой цвет.

Вообще-то кожа осьминога не просто подбирает цвет поверхности, но еще и имитирует ее текстуру. Тем не менее, для нового изобретения способность изменять цвет – уже впечатляющее начало.

Поддержку исследованию Роджерса оказывало Управление военно-морских исследований ВМС США, что указывает на серьезный интерес к этой разработке со стороны вооруженных сил. И это притом, что использование камуфляжа в военных целях, как показывает история, далеко не всегда было удачным!

"Шапка-невидимка"

Слово "камуфляж" появилось во времена Первой мировой войны и, возможно, произошло от парижского сленгового термина camoufler, то есть "прятаться". Очень скоро стало понятно, что любая статическая схема камуфляжа работает лишь в том случае, если удачно подобрана к окружающей среде. Одной из причин ожесточенных споров тогдашних специалистов по маскировке военных кораблей было то, что окраска, подходящая к свинцово-серому небу Северной Атлантики, оказалась бы совершенно бесполезной посреди лазурного Средиземного моря.

Казалось бы, это вполне очевидное умозаключение, однако для регулярных войск той поры сама идея маскировки на местности, похоже, представлялась чем-то сродни "шапке-невидимке", работающей вне зависимости от среды: в ходе Второй мировой войны камуфляж, предназначенный для тусклых, лесистых пейзажей Северной Европы, зачастую использовали в пустыне без каких-либо видоизменений.

Еще одной проблемой стало то, что в начале XX века ученые только начинали приходить к пониманию того, как работают некоторые виды естественного камуфляжа. На первый взгляд может показаться логичным, что наилучший способ маскировки - попытаться слиться с окружающим пейзажем, как это делает, например, ночная бабочка (уссурийская лиловая хохлатка имитирует опавший лист).

Однако зоологи, консультировавшие армию по вопросам камуфляжа, указывали на то, что яркая, контрастная раскраска многих животных (например, зебры) на самом деле не предназначена для того, чтобы сделать хозяина невидимым. Скорее всего, отмечали ученые, такая схема "ломает" контуры животного, сбивая с толку хищников.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Логично предположить, что лучший способ маскировки - слиться с окружающей средой

В Первую мировую военно-морские силы некоторых стран использовали принцип "ослепляющего камуфляжа" и раскрашивали корабли "под зебру". Впрочем, степень эффективности такой схемы против артиллерии противника так и осталось неизвестной.

К тому же, в наше время некоторые зоологи полагают, что черно-белые полоски зебры – вовсе не камуфляж, а способ отпугивания жалящих насекомых. Тем не менее, "ослепляющий камуфляж" по-прежнему используется в некоторых областях.

Невидимые небоскребы и кое-что для модников

Возможно, разработанная Роджерсом технология окажется более применимой для военных целей. Если исследователям удастся расширить палитру доступных цветов, они приблизятся к созданию материала, обеспечивающего невидимость объекта на любом фоне.

Роджерс с коллегами – не единственные, кто работает в этом направлении. Итальянские инженеры-компьютерщики Франко Замбонелли и Марко Мамэй описали концепцию поверхности, покрытой миниатюрными светодиодами и камерами. В соответствии с замыслом, светодиоды должны воспроизводить фон, находящийся по другую сторону от объекта и фиксируемый камерами. По словам авторов концепции, современным технологиям под силу справиться с такой задачей, а создание прототипа обойдется менее чем в 500 тысяч евро.

Идея невидимости, достигаемой при помощи светодиодного проецирования, привлекает и других. Американская компания GDS Architects получила разрешение на постройку небоскреба высотой 450 метров неподалеку от Сеула. Внешние поверхности конструкции под названием "Башня бесконечности" (Tower Infinity) планируется покрыть светодиодами и фотоэлементами. На кластеры светодиодов как на гигантские телеэкраны будет проецироваться изображение, полученное с фотоэлементов на противоположной стороне здания. В результате башня должна "раствориться" на фоне неба. Эта технология отличается от изобретения команды Роджерса, но достигаемый эффект тот же – адаптивный камуфляж.

Изобретения, подобные адаптивным материалам, над которыми работает Роджерс, могут найти применение не только на поле боя. Помимо архитектуры они пригодятся, например, в индустрии моды. В этом случае идея, конечно, не в том, чтобы стать невидимым – как раз наоборот, "адаптивная одежда" должна выполнять функцию антикамуфляжа, позволяя модникам выделяться из толпы.

Как бы то ни было, оригинальному изобретению Роджерса еще предстоит побороться за свою нишу на рынке.

Несмотря на существующий интерес к технологиям адаптивного камуфляжа, неясно, выйдет ли эта разработка из стен лабораторий. Как и в случае со многими другими новинками, решающую роль здесь может сыграть хороший маркетинг.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Новости по теме