Ученые из Чжецзянского университета в Японии и Массачусетского технологического института в США создали металлическую сетку, которая также проницаема для электромагнитного излучения определенной частоты, как и воздух. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proocedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи, опираясь на аналитические выкладки, а также используя программу-симулятор CST Microwave Studio, позволили описать форму, которая придает материалу рекордно низкие амплитуды рассеяния, иными словами, физические свойства рассеянного излучения мало будут отличимы от излучения, входящего в материал.

Гофрированная форма позволяет выравнивать частоты рассеянных волн внутри материала. Это достигается благодаря тому, что провода состоят из двух типов цилиндров разного диаметра и длины, которые идут друг за другом, как бусины. Объект из гофрированных проводов ни отражает, ни преломляет излучение под любым углом падения в свободном пространстве. 

Новый материал может служить для создания защитных куполов для антенн. Wikimedia Commons

Ученые создали образец материала, который состоял из сетки соединенных между собой медных кубиков, помещенной между двумя диэлектрическими слоями полисульфона. Толщина листа достигала 7 миллиметров. Чтобы сделать сетку, ученые сначала распечатали на 3D-принтере пластиковую модель сетки. Затем с помощью процесса напыления металла на пластик наносился слой медной пленки в 50 микрометров. Для демонстрации невидимости на микроволновой частоте металлическая сетка была помещена около монопольной антенны на расстоянии в 20 миллиметров. В антенну подавался широкополосной сигнал, по другую сторону сетки располагалась приемная антенна, регистрирующая распространение излучения. 

Результаты исследования показали, что излучение частотой в 10,4 гигагерц распространялось без помех, и при этой частоте сетка обладала электромагнитными свойствами, подобными свойствам воздуха. Амплитуды рассеянных волн были меньше 1 децибел. Тот же результат получился, когда применялось несколько слоев сетки. При этом простой слой полисульфона той же толщины в 7 миллиметров вызывал сильное рассеяние излучения.

Для создания невидимых объектов применяются метаматериалы — материалы, которые состоят из нескольких слоев различных веществ. Это придает метаматериалам определенные оптические свойства, которые позволяют изменить путь электромагнитных волн, направляя их в обход маскируемого объекта. В 2008 году группа из Калифорнийского университета в Беркли добилась трехмерной невидимости, создав сетку из метаматериалов, не отражающую и не поглощающую световые лучи.

Автор: Александр Еникеев