Портал об образовании

 |  | 25 марта 2016 | Новости науки и техники
Создано гибкое покрытие с элементами из жидкого металла, поглощающее радиоволны и скрывающее объекты от радаров

Инженеры из университета Айовы (Iowa State University) разработали новый тип гибкого и эластичного покрытия, структура которого содержит множество маленьких элементов, изготовленных из жидкого металлического сплава, которое с высокой эффективностью поглощает радиоволны определенного диапазона и скрывает объекты от «зоркого глаза» радаров. Название этого покрытия, «метакожа», является производным от термина метаматериалы, которые являются искусственными материалами, обладающими свойствами, которыми не обладает ни один из материалов естественного происхождения. Элементы нового метаматериала позволяют ему влиять на распространение радиоволн, а растяжение или сокращение эластичного покрытия позволяет изменить частоту, на которой покрытие демонстрирует максимальную эффективность поглощения.

«Мы считаем, что данная технология найдет применение не только в стелс-технологиях. При помощи подобного подхода можно будет создавать элементы радиоустройств, которые позволяют управлять распространением радиосигналов, фокусировать, рассеивать их и подавлять нежелательные сигналы» — написали исследователи.

Ключевым моментом нового покрытия является упорядоченная решетка кольцевых резонаторов, заключенных между слоями эластичного силикона. Элементы этих резонаторов состоят из галинстана (galinstan), металлического сплава, которой находится в жидком состоянии при комнатной температуре и который менее токсичен, нежели другие жидкие металлы, такие, как ртуть. Резонаторы представляют собой маленькие кольца с внешним радиусом в 2.5 миллиметра и толщиной около половины миллиметра. Они имеют миллиметровый промежуток, представляя собой изогнутый участок жидкометаллического проводника.

Кольца представляют собой катушки индуктивности, а промежутки — электрические конденсаторы. Вместе эти два элемента представляют собой колебательный контур, который поглощает с максимальной эффективностью радиоволны, частота которых совпадает с резонансной частотой контура. Растяжение материала приводит к изменению геометрических размеров элементов колебательного контура, что приводит к изменению его резонансной частоты.

Проведенные испытания показали, что уровень подавления сигнала радара таким покрытием составляет 75 процентов в диапазоне от 8 до 10 ГГц. Когда скрываемый объект обернут в покрытие из такой кожи, подавление осуществляется во всех направлениях и относительно всех углов падения радиоволн на поверхность объекта.

«Технология «метакожи» кардинально отличается от других стелс-технологий, которые работают за счет уменьшения эффективной отражающей площади. Новое покрытие попросту уменьшает количество энергии радиоволн, отраженных объектом обратно к радару».

«Нашей дальнейшей целью является сокращение размеров элементов резонансных контуров и покрытия в целом» — пишут исследователи, — «Кроме этого, уменьшение размеров будет означать перемещение зоны эффективной работы покрытия в более высокочастотную область и мы надеемся забраться в диапазоны видимого и инфракрасного света. Это может стать возможным благодаря применению самых последних достижений в области нанопроизводства и если нам удастся сделать все это, мы получим плащ-невидимку, работающий не только в радиодиапазоне, но и в оптическом диапазоне тоже».