Trung Quốc đạt bước đột phá về vật liệu "tàng hình"

Theo SCMP, 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.

Theo khoahoc.tv