استلهم مبدعو التمويه العسكري من التمويه الطبيعي للأخطبوطات والحبار
تخيل للحظة كيف تضع هاتفك المحمول على المكتب ، ويبدأ حرفياً أمام عينيك في تغيير لونه ، يندمج تمامًا مع سطح الطاولة. ربما تكون هذه الحيلة قادرة على إدراك التطورات الحديثة للباحثين الأمريكيين. طور علماء من جامعة إلينوي وزملاؤهم من جامعة هيوستن مادة يمكنها تلقائيًا تحليل البيئة وتغيير لونها ، والتكيف بمهارة مع لون الخلفية. يُذكر أن مصدر إلهام العلماء هو التمويه الطبيعي ، الموجود في رأسيات الأرجل - الحبار والأخطبوط والحبار. المشروع ممول من قبل الجيش الأمريكي ، وقد اجتذب بالفعل اهتمام مصممي الأزياء.
كنقطة انطلاق للبحث ، اختار الخبراء نموذج جلد الأخطبوط ، والذي تم استخدامه كأساس. من المعروف أن رأسي الأرجل هذا ، بالإضافة إلى الحبار "النسبي" ، يمكن أن يندمج مع الخلفية المحيطة في غضون ثوان ، مما يؤدي إلى تغيير لونه بسهولة. أصبح هذا ممكنًا بسبب خصائص بنية جلد هذه الرخويات. يتكون جلدهم من ثلاث طبقات مختلفة. تُستخدم الطبقة الأولى من الجلد لعرض الألوان "الدافئة" ، والطبقة الثانية للألوان "الباردة" ، والثالثة لتشتيت الضوء الساقط. على أساس هذا المفهوم الطبيعي ، وبدعم مالي من وزارة الدفاع الأمريكية ، تم إنشاء تمويه متكيف إلكتروني ضوئي ، والذي يمكنه حتى الآن تغيير لونه من الأسود إلى الضوء (الشفاف) تحت تأثير الحادث. خفيفة.
قدم فريق العلماء بالفعل تطوره للجمهور. مادتها الفريدة عبارة عن صفيحة مرنة تتكون من عدد كبير من الخلايا بقياس 1 × 1 مم ، وتتكون كل خلية من عدة طبقات فائقة الرقة ، لا يتجاوز سمكها 200 ميكرون. يجمع هذا الجهاز بين تشغيل مشغلات أشباه الموصلات وأجهزة استشعار الضوء والمفاتيح والعاكسات غير العضوية والمواد العضوية المتغيرة اللون.
يدعي باحثون أمريكيون أن المواد التي يقدمونها يمكن أن تتكيف بشكل فعال مع التغيرات البيئية وقادرة على تغيير لونها بسرعة تتراوح من ثانية إلى ثانيتين. يمكن أن يعمل النموذج الأولي الذي تم إنشاؤه لمواد التقنيع الجديدة باللونين الأسود والأبيض ، بالإضافة إلى درجات مختلفة من اللون الرمادي. ومع ذلك ، في المستقبل ، سوف تحتاج التكنولوجيا إلى استخدام مجموعة كاملة من الألوان. قدم الباحثون أيضًا إمكانية برمجة اللوحة بحيث يمكن تشكيل مجموعة متنوعة من الأنماط بالأبيض والأسود عليها. كدليل على هذه القدرة ، ظهر الاختصار UoI ، جامعة إلينوي ، على المواد في العرض التقديمي.
أصبح تنفيذ التكنولوجيا الجديدة ممكنًا بعد أن درس العلماء قدرات التمويه لرأسيات الأرجل الموجودة على المستوى الخلوي. عملت مجموعة من الباحثين ، مكونة من متخصصين في مجال علوم المواد ، والأحياء ، والإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر ، على تطوير هذه اللوحة.
يُذكر أن هذا الاختراع قد يكون ذا فائدة لدائرة كبيرة إلى حد ما من الأشخاص: من مصممي الديكور الداخلي والملابس إلى وكالات إنفاذ القانون. المطورون أنفسهم متأكدون من هذا. بالإضافة إلى وظيفة التمويه المباشر ، يمكن أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا في الجيش من قبل مصنعي السيارات. حاليا ، يعمل عدد من الشركات على إنشاء سيارة "شفافة". لوضع هذه الفكرة الرائعة موضع التنفيذ ، يتم استخدام فيديو من مجموعة متنوعة من الكاميرات الخارجية ، والتي يتم تشغيلها داخل السيارة على الأبواب والمقعد الخلفي. هذا يزيد من رؤية السائق ويقلل من احتمالية وقوع حوادث بسيطة.
قال قائد البحث جون روجرز: "لقد فوجئنا بعدد الأشخاص الذين أتوا إلينا بأفكار مختلفة حول كيفية استخدام المواد التي أنشأناها". ووفقا له ، يعمل العلماء حاليا على تحسين هذه التكنولوجيا. بالإضافة إلى إدخال ألوان جديدة فيه ، فإنهم يتوقعون تحسين دقة اللوحات التي تم إنشاؤها ، وكذلك استبدال مصدر الطاقة الخارجي بألواح شمسية.
إنه لأمر مدهش كم هي مثالية الطبيعة من حولنا. تتمتع الأخطبوطات التي تعيش في البحر ورأسيات الأرجل الأخرى بالقدرة على التمويه عن طريق تغيير لون بشرتها على مدى آلاف السنين. نتيجة لذلك ، لم يمر هذا التأثير دون أن يلاحظه أحد من قبل المجتمع العلمي. يلاحظ البروفيسور جون روجرز أن العلماء استعاروا من الطبيعة ليس فقط الفكرة نفسها ، ولكن أيضًا تنفيذها في شكل ثلاث طبقات مختلفة: الطبقة العليا تحتوي على ألوان ، والطبقة الوسطى مسؤولة عن تغييرها ، والطبقة السفلية مسؤولة عن تصور البيئة التي يجب تقليدها. ومع ذلك ، هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أوجه التشابه في بنية التطورات الطبيعية والبشرية. المكونات المحددة لها فرق كبير جدًا ، تحدث إدارة اللون عن طريق تغيير درجة الحرارة.
يتم تمويل المشروع حاليًا من قبل البحرية الأمريكية ، وسيتم إضافة ألوان أخرى إلى جانب الأسود في المستقبل ، لكن هذا ليس بعد من بين المهام الإلزامية والعاجلة. وفقًا لروجرز ، لا يزال النظام الذي تم إنشاؤه بعيدًا عن التطبيق الحقيقي: لقد تم إثبات التشغيل الناجح للنموذج ، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لإنشاء أنظمة حقيقية يمكنها استخدامه.
مبدأ تشغيل التمويه المبتكر هو استخدام مادة مرنة متعددة الخلايا ذات بنية متعددة الطبقات ، وهي:
1. الركيزة الأساسية التي تتفاعل مع الضوء (الطبقة رقم 3) ، بطبقة وسيطة على شكل مادة بوليمر شفافة.
2. طبقة عاكسة مصنوعة من الفضة توضع تحتها ثنائيات السيليكون الخاصة. إنها قادرة على التسخين عندما تمر الكهرباء من خلالها (الطبقة رقم 2) وتسخين الطبقة رقم 1 أعلاه.
3. الطبقة العلوية مملوءة بطلاء خاص حساس للحرارة ، بسبب خصائص هذا الطلاء ، في الحالة الطبيعية ، هذه الطبقة سوداء ، ولكن عندما ترتفع درجة الحرارة ، تصبح شفافة (الطبقة رقم 1).
تعتمد آلية تغيير اللون على المبدأ التالي: بمجرد أن يصل الضوء من مصدر خارجي إلى الركيزة الأساسية (الطبقة رقم 3) ، ترسل الركيزة إشارة مناسبة لتمرير تيار كهربائي عبر مجموعة من ثنائيات السيليكون في الطبقة رقم # 2. يؤدي هذا إلى تسخين الثنائيات ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة منتظمة في درجة حرارة الطبقة رقم 1. بمجرد تسخينها إلى 45 درجة مئوية ، تتحول الخلايا السوداء الأولية للطبقة رقم 1 إلى شفافة تمامًا.
يخلق هذا تأثيرًا مرئيًا حيث يبدو أن الطبقة العليا تتحول من الأسود إلى الرمل الفاتح ، على الرغم من أن الطلاء في الواقع يصبح عديم اللون. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الضوء الموجه إلى التمويه الوقائي التجريبي يمر دون عوائق عبر الخلايا الساخنة ، وبعد ذلك ينعكس من طلاء الطبقة رقم 2 التي تحتوي على الفضة وتعمل كنوع من المرآة.
على الرغم من استخدام العديد من الطبقات المرنة وتعقيد هذا المخطط ، إلا أن سمكها الإجمالي لا يتجاوز 200 ميكرون. في الوقت نفسه ، فإن سرعة تحول اللون لهذا التطور عالية جدًا ، على الرغم من وجود تأخير زمني يمكن ملاحظته بسهولة للعين البشرية. تتمثل المهمة الجديدة لمجموعة العلماء الذين يعملون في مشروع لإنشاء تمويه إلكتروني ضوئي متكيف في زيادة نطاق عمل الألوان. يجب أن يوفر هذا مستوى عالٍ من التمويه في جميع أنواع التضاريس. في الوقت نفسه ، حتى الباحثون أنفسهم يعترفون أنه سيكون من الصعب جدًا تحقيق مستوى مشابه لما تمتلكه الأخطبوطات في الطبيعة.
مصادر المعلومات:
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1906295
http://www.3dnews.ru/900456/#53f4ede4b4182e9a598b4579
http://www.thg.ru/technews/20140820_230215.html
http://it.tut.by/412100?utm_campaign=news-feed&utm_medium=rss&utm_source=rss-it
كنقطة انطلاق للبحث ، اختار الخبراء نموذج جلد الأخطبوط ، والذي تم استخدامه كأساس. من المعروف أن رأسي الأرجل هذا ، بالإضافة إلى الحبار "النسبي" ، يمكن أن يندمج مع الخلفية المحيطة في غضون ثوان ، مما يؤدي إلى تغيير لونه بسهولة. أصبح هذا ممكنًا بسبب خصائص بنية جلد هذه الرخويات. يتكون جلدهم من ثلاث طبقات مختلفة. تُستخدم الطبقة الأولى من الجلد لعرض الألوان "الدافئة" ، والطبقة الثانية للألوان "الباردة" ، والثالثة لتشتيت الضوء الساقط. على أساس هذا المفهوم الطبيعي ، وبدعم مالي من وزارة الدفاع الأمريكية ، تم إنشاء تمويه متكيف إلكتروني ضوئي ، والذي يمكنه حتى الآن تغيير لونه من الأسود إلى الضوء (الشفاف) تحت تأثير الحادث. خفيفة.
قدم فريق العلماء بالفعل تطوره للجمهور. مادتها الفريدة عبارة عن صفيحة مرنة تتكون من عدد كبير من الخلايا بقياس 1 × 1 مم ، وتتكون كل خلية من عدة طبقات فائقة الرقة ، لا يتجاوز سمكها 200 ميكرون. يجمع هذا الجهاز بين تشغيل مشغلات أشباه الموصلات وأجهزة استشعار الضوء والمفاتيح والعاكسات غير العضوية والمواد العضوية المتغيرة اللون.
يدعي باحثون أمريكيون أن المواد التي يقدمونها يمكن أن تتكيف بشكل فعال مع التغيرات البيئية وقادرة على تغيير لونها بسرعة تتراوح من ثانية إلى ثانيتين. يمكن أن يعمل النموذج الأولي الذي تم إنشاؤه لمواد التقنيع الجديدة باللونين الأسود والأبيض ، بالإضافة إلى درجات مختلفة من اللون الرمادي. ومع ذلك ، في المستقبل ، سوف تحتاج التكنولوجيا إلى استخدام مجموعة كاملة من الألوان. قدم الباحثون أيضًا إمكانية برمجة اللوحة بحيث يمكن تشكيل مجموعة متنوعة من الأنماط بالأبيض والأسود عليها. كدليل على هذه القدرة ، ظهر الاختصار UoI ، جامعة إلينوي ، على المواد في العرض التقديمي.
أصبح تنفيذ التكنولوجيا الجديدة ممكنًا بعد أن درس العلماء قدرات التمويه لرأسيات الأرجل الموجودة على المستوى الخلوي. عملت مجموعة من الباحثين ، مكونة من متخصصين في مجال علوم المواد ، والأحياء ، والإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر ، على تطوير هذه اللوحة.
يُذكر أن هذا الاختراع قد يكون ذا فائدة لدائرة كبيرة إلى حد ما من الأشخاص: من مصممي الديكور الداخلي والملابس إلى وكالات إنفاذ القانون. المطورون أنفسهم متأكدون من هذا. بالإضافة إلى وظيفة التمويه المباشر ، يمكن أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا في الجيش من قبل مصنعي السيارات. حاليا ، يعمل عدد من الشركات على إنشاء سيارة "شفافة". لوضع هذه الفكرة الرائعة موضع التنفيذ ، يتم استخدام فيديو من مجموعة متنوعة من الكاميرات الخارجية ، والتي يتم تشغيلها داخل السيارة على الأبواب والمقعد الخلفي. هذا يزيد من رؤية السائق ويقلل من احتمالية وقوع حوادث بسيطة.
قال قائد البحث جون روجرز: "لقد فوجئنا بعدد الأشخاص الذين أتوا إلينا بأفكار مختلفة حول كيفية استخدام المواد التي أنشأناها". ووفقا له ، يعمل العلماء حاليا على تحسين هذه التكنولوجيا. بالإضافة إلى إدخال ألوان جديدة فيه ، فإنهم يتوقعون تحسين دقة اللوحات التي تم إنشاؤها ، وكذلك استبدال مصدر الطاقة الخارجي بألواح شمسية.
إنه لأمر مدهش كم هي مثالية الطبيعة من حولنا. تتمتع الأخطبوطات التي تعيش في البحر ورأسيات الأرجل الأخرى بالقدرة على التمويه عن طريق تغيير لون بشرتها على مدى آلاف السنين. نتيجة لذلك ، لم يمر هذا التأثير دون أن يلاحظه أحد من قبل المجتمع العلمي. يلاحظ البروفيسور جون روجرز أن العلماء استعاروا من الطبيعة ليس فقط الفكرة نفسها ، ولكن أيضًا تنفيذها في شكل ثلاث طبقات مختلفة: الطبقة العليا تحتوي على ألوان ، والطبقة الوسطى مسؤولة عن تغييرها ، والطبقة السفلية مسؤولة عن تصور البيئة التي يجب تقليدها. ومع ذلك ، هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أوجه التشابه في بنية التطورات الطبيعية والبشرية. المكونات المحددة لها فرق كبير جدًا ، تحدث إدارة اللون عن طريق تغيير درجة الحرارة.
يتم تمويل المشروع حاليًا من قبل البحرية الأمريكية ، وسيتم إضافة ألوان أخرى إلى جانب الأسود في المستقبل ، لكن هذا ليس بعد من بين المهام الإلزامية والعاجلة. وفقًا لروجرز ، لا يزال النظام الذي تم إنشاؤه بعيدًا عن التطبيق الحقيقي: لقد تم إثبات التشغيل الناجح للنموذج ، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لإنشاء أنظمة حقيقية يمكنها استخدامه.
مبدأ تشغيل التمويه المبتكر هو استخدام مادة مرنة متعددة الخلايا ذات بنية متعددة الطبقات ، وهي:
1. الركيزة الأساسية التي تتفاعل مع الضوء (الطبقة رقم 3) ، بطبقة وسيطة على شكل مادة بوليمر شفافة.
2. طبقة عاكسة مصنوعة من الفضة توضع تحتها ثنائيات السيليكون الخاصة. إنها قادرة على التسخين عندما تمر الكهرباء من خلالها (الطبقة رقم 2) وتسخين الطبقة رقم 1 أعلاه.
3. الطبقة العلوية مملوءة بطلاء خاص حساس للحرارة ، بسبب خصائص هذا الطلاء ، في الحالة الطبيعية ، هذه الطبقة سوداء ، ولكن عندما ترتفع درجة الحرارة ، تصبح شفافة (الطبقة رقم 1).
تعتمد آلية تغيير اللون على المبدأ التالي: بمجرد أن يصل الضوء من مصدر خارجي إلى الركيزة الأساسية (الطبقة رقم 3) ، ترسل الركيزة إشارة مناسبة لتمرير تيار كهربائي عبر مجموعة من ثنائيات السيليكون في الطبقة رقم # 2. يؤدي هذا إلى تسخين الثنائيات ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة منتظمة في درجة حرارة الطبقة رقم 1. بمجرد تسخينها إلى 45 درجة مئوية ، تتحول الخلايا السوداء الأولية للطبقة رقم 1 إلى شفافة تمامًا.
يخلق هذا تأثيرًا مرئيًا حيث يبدو أن الطبقة العليا تتحول من الأسود إلى الرمل الفاتح ، على الرغم من أن الطلاء في الواقع يصبح عديم اللون. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الضوء الموجه إلى التمويه الوقائي التجريبي يمر دون عوائق عبر الخلايا الساخنة ، وبعد ذلك ينعكس من طلاء الطبقة رقم 2 التي تحتوي على الفضة وتعمل كنوع من المرآة.
على الرغم من استخدام العديد من الطبقات المرنة وتعقيد هذا المخطط ، إلا أن سمكها الإجمالي لا يتجاوز 200 ميكرون. في الوقت نفسه ، فإن سرعة تحول اللون لهذا التطور عالية جدًا ، على الرغم من وجود تأخير زمني يمكن ملاحظته بسهولة للعين البشرية. تتمثل المهمة الجديدة لمجموعة العلماء الذين يعملون في مشروع لإنشاء تمويه إلكتروني ضوئي متكيف في زيادة نطاق عمل الألوان. يجب أن يوفر هذا مستوى عالٍ من التمويه في جميع أنواع التضاريس. في الوقت نفسه ، حتى الباحثون أنفسهم يعترفون أنه سيكون من الصعب جدًا تحقيق مستوى مشابه لما تمتلكه الأخطبوطات في الطبيعة.
مصادر المعلومات:
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1906295
http://www.3dnews.ru/900456/#53f4ede4b4182e9a598b4579
http://www.thg.ru/technews/20140820_230215.html
http://it.tut.by/412100?utm_campaign=news-feed&utm_medium=rss&utm_source=rss-it
معلومات