Trung Quốc đột phá về phát triển áo choàng tàng hình

Các nhà khoa học Trung Quốc tìm ra phương pháp giúp sản xuất vật liệu tàng hình trên quy mô lớn và chi phí rẻ hơn.

• Khám phá nguồn gốc thực sự của Nàng Bạch Tuyết và 7 chú lùn
• Hơn 200 triệu người mắc bệnh tuyến giáp, sự thật về muối tinh
• Xác chết đột nhiên tỉnh lại, kể cho bác sĩ nghe một sự thật kinh hoàng

Trung Quốc đột phá về vật liệu “tàng hình”

Theo SCMP (South China Morning Post), các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển loại vật liệu có khả năng thay đổi màu sắc ở cấp độ phân tử dựa trên ánh sáng xung quanh, tạo ra dạng ngụy trang mới giúp con người hòa lẫn vào môi trường tương tự loài tắc kè hoa.

“Nói cách khác, việc áp dụng công nghệ này vào quần áo có thể khiến chúng ta trở nên ‘vô hình’”, chủ nhiệm dự án nghiên cứu Wang Dongsheng tại Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Trung Quốc, cho biết.

Trong nghiên cứu được công bố tháng trước trên tạp chí khoa học Science Advances, nhóm của ông Wang cho biết họ đặt mục tiêu biến khả năng ngụy trang chủ động trở thành dạng “bản năng” của các vật liệu có thể chuyển đổi màu sắc, trong một quy trình mà họ gọi là quang sắc tự thích ứng (SAP).

Chìa khóa cho sự biến đổi này là một hợp chất phân tử thay đổi cấu trúc khi tiếp xúc với các bước sóng ánh sáng cụ thể. Dưới mắt thường, vật liệu này dường như hòa lẫn hoàn hảo với môi trường xung quanh.

Trong tự nhiên, cả tắc kè hoa và bạch tuộc đều dựa vào khả năng ngụy trang chủ động, thay đổi ngoại hình để hòa nhập vào môi trường. Các hệ thống nhân tạo thường đạt được hiệu ứng này thông qua các thiết bị điện tử phức tạp, dẫn đến chi phí cao và tính khả dụng hạn chế.

Ngược lại, công nghệ SAP mang đến phương pháp đơn giản và hiệu quả hơn để đạt được hiệu ứng ngụy trang thích ứng, mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài hoặc thiết bị điện tử phức tạp.

Để minh họa, các nhà nghiên cứu đặt một thùng trong suốt chứa dung dịch SAP vào các hộp acrylic mờ với màu sắc khác nhau – đỏ, xanh lá cây và vàng, cùng mực đen làm đối chứng – và quan sát thấy dung dịch thay đổi màu sắc tương ứng.

Trong một thí nghiệm khác, báo cáo cho biết trong vòng 30 đến 80 giây, thùng chứa có thể hòa vào môi trường xung quanh khi được đặt trong môi trường có màu sắc phù hợp, chẳng hạn như cụm cây màu đỏ, xanh lá cây hoặc vàng.

Công nghệ này cũng có thể được áp dụng dưới dạng lớp phủ. Bằng cách tích hợp polycaprolactone (PCL), các nhà nghiên cứu đã phát triển các màng và lớp phủ SAP có thể phun hoặc bôi lên nhiều bề mặt khác nhau, cho phép ngụy trang thích ứng trên các vật liệu rắn.

Theo nghiên cứu, khả năng thay đổi màu sắc nhanh chóng của vật liệu SAP mở ra những triển vọng mới đầy thú vị trong các lĩnh vực như ngụy trang, mã hóa, cũng như công nghệ tàng hình.

Nhà khoa học Wang lưu ý trong bài báo nghiên cứu rằng vật liệu SAP có tiềm năng lớn trong các hệ thống ngụy trang, lớp phủ thông minh và thiết kế thời trang. Ngoài ra, do các vật liệu này hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ từ -20 đến 70 độ C, chúng cũng phù hợp cho các ứng dụng quân sự và công trình kiến trúc.

Ông Wang cho biết thêm giai đoạn nghiên cứu tiếp theo sẽ dựa trên các đặc tính của vật liệu SAP.

“Chúng tôi chưa tái tạo được đầy đủ tất cả các màu trong quang phổ ánh sáng nhìn thấy trong công trình này. Điều đó sẽ được thực hiện trong các nghiên cứu tương lai”, ông nói. Màu tím và xanh dương hiện chưa có trong vật liệu SAP, nhưng các cải tiến trong tương lai có thể khắc phục điều này.

“Bằng cách bổ sung thêm các phân tử quang sắc hoặc điều chỉnh thành phần của vật liệu, chúng tôi hy vọng đạt được sự phân biệt màu sắc tốt hơn và tốc độ thay đổi nhanh hơn”, ông Wang cho hay.

Trung Quốc phát triển áo choàng tàng hình

South China Morning Post hôm 16/12 đưa tin, một nhóm nhà khoa học tại Trường Xuân, thủ phủ tỉnh Cát Lâm, Trung Quốc, đã đạt được bước đột phá quan trọng nhằm tạo ra áo choàng tàng hình. Chiếc áo có thể khiến các vật thể trở nên vô hình trước mắt con người thông qua bẻ cong chiều dài bước sóng ánh sáng ở xung quanh.

Dù kỹ thuật mang tên “chiết suất âm” này không mới, nhóm nghiên cứu khẳng định họ tìm ra cách chế tạo tấm vật liệu lớn hơn, giúp giảm đáng kể chi phí. Trước đây, các nhà khoa học chỉ có thể sử dụng công nghệ này trên vật liệu có kích thước rất nhỏ.

Thông thường, ánh sáng khi chạm đến vật thể sẽ phản xạ trở lại, cho phép con người quan sát được vật thể. Vật liệu mới chống lại hiệu ứng đó bằng cách để các photon đi qua theo hướng định trước. Kết quả là ánh sáng di chuyển xung quanh món đồ phủ vật liệu này giống như nước chảy qua đá trên sông. Người đứng trước món đồ phủ vật liệu vẫn nhìn thấy những thứ phía sau nó, tạo cảm giác như món đồ không tồn tại.

Việc chế tạo vật liệu này phức tạp hơn so với sản xuất chip máy tính. Hàng tỷ khối kết cấu độc lập được khắc trên bề mặt tấm kim loại để tạo ra hiệu ứng tàng hình, khiến chi phí tăng cao.

Tuy nhiên, nhóm nhà khoa học, đứng đầu là Yang Chengliang ở Phòng thí nghiệm Quang học Ứng dụng của Viện Quang học Trường Xuân, thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc, tin chắc họ có thể giải quyết vấn đề về kích thước và chi phí.

Theo Yang, các nhà nghiên cứu có thể cho ra đời một tấm phủ tinh thể bạc có tiềm năng tàng hình với kích thước từ một mét vuông trở lên và chi phí rẻ hơn một chiếc khăn đắt tiền. Họ sử dụng hóa chất để tạo ra những cấu trúc sợi nano lớn từ bạc, làm thay đổi hướng di chuyển của ánh sáng bằng cách tác động lên các electron bên trong photon, hay còn gọi là hạt ánh sáng. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Optics Express của Hội Quang học Mỹ.

Yang cho biết phương pháp này tương đối đơn giản và dễ dàng đưa vào sản xuất hàng loạt, nhưng cần khoảng một thập kỷ để đưa sản phẩm ra thị trường.

Dù kiểm soát tốt hướng ánh sáng, vật liệu này vẫn để lọt sáng. Nhược điểm này có thể làm mất công dụng tàng hình vì nó khiến người mặc trông như đang di chuyển trong bóng râm, Yang nói. Nhóm nghiên cứu cũng đang tìm cách cải thiện độ sáng của vật liệu. Do chỉ dày vài micron, nó quá mỏng manh để may quần áo.

Tuy nhiên, bước đột phá này vẫn tạo hứng thú cho giới nghiên cứu. Một nhà khoa học nghiên cứu công nghệ tương tự tại Đại học Fudan, Thượng Hải, cho biết phương pháp này sẽ tạo điều kiện cho việc sản xuất hàng loạt áo choàng tàng hình. Nó cũng có thể được sử dụng chế tạo “siêu thấu kính”, giúp các vệ tinh chụp ảnh Trái Đất với độ nét chưa từng có.

(Tổng hợp)