Ці пабачым шапку-невідзімку? Гомельскія навукоўцы працягваюць эксперыменты з метаматэрыялам

Яшчэ ў жніўні 2015 года краіну абляцела навіна: да з’яўлення плашча-невідзімкі, маўляў, рукой падаць. Супрацоўнікі навукова-даследчай лабараторыі «Фізіка хвалевых працэсаў» Гомельскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Ф. Скарыны стварылі мадэль матэрыялу, які ў хуткім часе стане нябачным для чалавечага вока. Насамрэч, беларускія вучоныя не спяшаюцца рабіць гучныя высновы. Чаму? Пра гэта даведалася карэспандэнт «В».

Спачатку мадэль нараджаецца пры дапамозе спецыяльнай праграмы. І толькі потым яна ажывае ў рэальнасці

Спіраль+пенапласт. 

Каля лабараторыі журналіста сустракае ідэйны натхняльнік праекту, прарэктар па вучэбнай рабоце ГДУ імя Ф. Скарыны Ігар Семчанка. Менавіта пад яго чулым  кіраўніцтвам працуюць над інавацыяй прыкладна дзесяць маладых вучоных. На самой справе каманда для развіцця ноу-хау падабралася ў прамым сэнсе зайздросная: многія праходзілі стажыроўку за мяжой, а некаторыя і да гэтага часу працуюць у Японіі, ЗША, Швецыі, Расіі. «Вось толькі дзяўчат не хапае», – жартуюць даследчыкі.

– Нябачнасць для чалавечага вока мы разглядаем як фантастычную ці ідэальную мадэль, да якой варта імкнуцца, – падкрэслівае Ігар Валянцінавіч. – У нашым выпадку трэба казаць менавіта пра нябачнасць канкрэтнага аб’екта для распазнавання рознымі прыборамі і радарамі. Наша мадэль распрацавана выключна для звышвысокіх частот – электрамагнітных хваляў. Распрацаваны метаматэрыял валодае канкрэтнымі ўласцівасцямі, каб паглынаць выпраменьванне радара або быць для яго нябачным.

Цыліндр гэтай мадэлі нябачны для некаторых прыбораў у ЗВЧ-дыяпазоне.

Для «асабліва адораных» – гэта значыць, для мяне, – вучоныя тлумачаць тое, што было сказана раней, на прыкладах.

– Вось ляціць самалёт. Скажам, яго пакрылі спецыяльным напыленнем, якое не рэагуе на хвалі радараў.  Але ж калі такая махіна паднялася ў неба, значыць, не абышлося без рухавіка. Ён жа, у сваю чаргу, таксама вылучае цеплавыя хвалі, а значыць, аб’ект у небе ўсё роўна будзе знойдзены. Трэба адзначыць, што распрацоўка выдатна падыходзіць для выкарыстання ў ваеннай прамысловасці, напрыклад, для таго, каб замаскіраваць той ці іншы стратэгічны аб’ект. Калі вядома частата, на якой працуе радар, мы можам схаваць пэўную канструкцыю пры дапамозе дадзенага матэрыялу. Аднак у тым выпадку, калі радар зменіць сваю частату, для маскіроўкі давядзецца стварыць іншае пакрыццё, – звярнуў увагу Ігар Семчанка.

Спіраль дапамагае «лавіць» электрамагнітныя хвалі рознай даўжыні.

Як высветлілася, сама мадэль ці метаматэрыял уяўляе сабой ліст пенапласту квадратнай формы, таўшчыня якога складае каля паўсантыметра. У яго ўстаўлены некалькі дзясяткаў маленькіх спіраляў са сплаву хрому і нікелю, калі для эксперыменту патрабуецца высокая праводнасць металу, ці з медзі, якая, наадварот, валодае нізкай праводнасцю.

– Насамрэч, нам і золата не перашкодзіць, – смяюцца даследчыкі. – Але ж ці застануцца такія спіралі на сваім месцы пасля кожнага візіту журналістаў?..

Антыстрэс бязрэхавай камеры. 

За пяць гадоў галоўнае месца «дыслакацыі» вучоных-фізікаў цалкам змянілася. Акрамя новай тэхнікі і прыбораў, у лабараторыі абнавілі бязрэхавую камеру, дзе праводзяцца эксперыменты з метаматэрыялам.

– Памяшканне абсталявана сучасным паглынальным матэрыялам беларускай вытворчасці. Па якасці ён не ўступае замежным аналагам, – тлумачыць даследчык Андрэй Самафалаў. – «Вастразубая» форма пакрыцця абрана невыпадкова: электрамагнітная хваля павінна «заблытацца» ў зубчыках матэрыялу.

Стойка, на якую прымацоўваюць метаматэрыял

Дакранаючыся да новага пакрыцця бязрэхавай камеры, адзначаю, што на самой справе паралонавыя дэталі выклікаюць неверагодна прыемнае пачуццё. «Можна нават і антыстрэсавую тэрапію праводзіць», – адразу з’яўляецца ў галаве думка.

У бязрэхавай камеры – мінімум святла. За гэта адказваюць толькі дзве лямпы.

– Так ці інакш, у працэсе работы мы імкнемся да пераходу ад ЗВЧ-дыяпазону да тэрагерцавых хваляў, затым – да інфрачырвонага дыяпазону і толькі потым да звычайнай нябачнасці. Менавіта на апошнім этапе можна будзе казаць, што матэрыял сапраўды валодае аптычнай нябачнасцю – гэта значыць, недаступны чалавечаму воку.

На выхадзе з камеры заўважаю новую мадэль, якая створана на аснове эпаксіднай смалы. 

Новая мадэль нагадвае знакаміты «Чорны квадрат» Малевіча. Віна за гэта ляжыць на так званай эпаксіднай смале.    

Як падкрэслілі даследчыкі, перавага такога метаматэрыялу заключана ў адсутнасці аб’ёму. Інакш кажучы, ім лягчэй пакрыць той ці іншы прадмет. 

У поле зроку таксама трапляе і іншая мадэль, створаная пры дапамозе друкаваных плат.

На друкаваную плату нанесены металічныя дарожкі спецыяльнай формы.

– Кожны ўзор прызначаны для розных мэтаў, – працягвае размову Андрэй Самафалаў. – Дадзены метаматэрыял выраблены тэхналагічна, а не ўручную. Гэта значыць, мадэль можна паставіць на прамысловыя рэйкі. 

Звяртаючы ўвагу на выкарыстанне інавацыі, Ігар Семчанка адзначае, што ноу-хау падыходзіць для абароны чалавека і жывёл ад агрэсіўнага электрамагнітнага выпраменьвання. Акрамя таго, метаматэрыял можна выкарыстоўваць пры ўдасканаленні антэн накіраванага дзеяння, а таксама ў сістэме спадарожнікавай перадачы дадзеных.

Дарэчы, асаблівы ўсплёск цікавасці да абранай тэмы быў адзначаны ў нулявых. Урэшце, першынство гомельскіх вучоных замацавана ў навуковым часопісе Physical Review X, а таксама іншых спецыялізаваных выданнях.

Автор фото: Карина Тимофеева