Гүрвэлийн төрөл болох хамелеоны өнгө өөрчлөх чадвараас санаа аван, тээврийн хэрэгсэл болон нисэх онгоцыг радарын долгионоос “үл үзэгдэгч” болгох боломжтой шинэ төрлийн цахилгаан соронзон метаматериал зохион бүтээжээ. Энэхүү шинэ бүтээлийн талаар Калифорнийн Берклигийн Их Сургуулийн инженерүүд Science Advances сэтгүүлд нийтэлсэн байна.

Судлаачид цахилгаан соронзон долгионыг (жишээлбэл, радар болон бичил долгион) орчны нөхцөлд шийдвэрлэх шаардлагын дагуу шингээх, нэвтрүүлэх, эсвэл ойлгох чадвартай тохируулгатай метаматериал шингээгч зохион бүтээжээ.

“Манай гол нээлт бол өргөн зурвасын долгионыг шингээх болон өндөр нэвтрүүлэгт хариу урвалыг нэг бүтэц дотор хослуулж чадсан явдал. Энэ нь динамик орчинд дасан зохицох боломжийг олгодог,” хэмээн тус судалгааны ахлагч, Берклигийн Их Сургуулийн механикийн инженерийн тэнхимийн туслах профессор Грэйс Гү (Grace Gu) тайлбарлажээ. Гүгийн хэлснээр, цахилгаан соронзон долгион шингээх материал бүтээх нь олон жилийн турш технологийн томоохон сорилт байсаар ирсэн. Учир нь одоогийн хэрэглэгддэг материалууд нь үйлдвэрлэгдсэний дараа тогтмол цахилгаан соронзон хариу үзүүлдэг бөгөөд динамик орчинд тохируулах боломжгүй байдаг.

Өнгө өөрчлөх байгалийн механизм (Хамелеоны загвар): Хамелеон гүрвэл нь арьсан дахь фотон кристаллуудын хоорондын зайг өөрчлөх замаар гэрлийг сарниулж өнгөө хувиргадаг. Судлаачид энэхүү байгалийн механизмаас санаа авч, метаматериалынхаа загварт дасан зохицуулсан.

Гү болон түүний багийнхан цахилгаан соронзон шинж чанарыг механикаар удирдах боломжтой “тросс бүтэц” бүхий метаматериал зохион бүтээсэн. Энэхүү бүтэц нь бүхэлдээ агшиж, эсвэл тэлэх боломжтой бөгөөд уг хөдөлгөөний ачаар долгион шингээх, эсвэл нэвтрүүлэх горимд динамикаар шилжих чадвартай болсон. Мөн хиймэл оюун ухаан болон генетик алгоритм ашиглан энэхүү метаматериалын загварыг өөрчлөлтөнд тохирсон цахилгаан соронзон хариу урвал үзүүлэх байдлаар програмчилсан байна. Бүтцийг 3D хэвлэлийн технологиор үйлдвэрлэж, бодит туршилтаар бичил долгионыг шингээх болон нэвтрүүлэх чадварыг шалгасан байна.

"Үл үзэгдэгч" ба ухаалаг хэрэглээ

• Бүрэн агшсан үедээ энэхүү бүтэц нь 4–18 GHz-ийн долгионыг 90%-иас дээш шингээж, радарт бараг илрэхгүй болох боломжийг олгодог.
• Тэлсэн үедээ 24.2%-ийн долгионыг нэвтрүүлэх чадвартай болж, шаардлагатай тохиолдолд харилцаа холбоог сэргээх боломжтой болдог.

Ирээдүйн хэрэглээний боломжууд: Энэхүү байгалиас санаа авсан шинэ цахилгаан соронзон метаматериал нь дараах салбаруудад хэрэглэгдэх ирээдүйтэй гэж судлаачид онцолжээ. Батлан хамгаалах: тээврийн хэрэгсэл, нисэх онгоцыг радарын “үл үзэгдэгч” болгох. Харилцаа холбоо: дохиог нэвтрүүлэх болон хаах горимыг хослуулах боломж. Ухаалаг цонх: гаднын дохиог нэвтрүүлэхгүй байх нууцлал, аюулгүй байдлыг хангах шийдэл. Эрчим хүч: цахилгаан соронзон энерги хуримтлуулах системийн үр ашгийг сайжруулах.

Мэдээлэл бэлтгэсэн: Инженер Б.Энхдөлгөөн
Эх сурвалж: Lim, D. D., Ibarra, A., Lee, J., Jung, J., Choi, W., & Gu, G. X. (2025). A tunable metamaterial microwave absorber inspired by chameleon’s color-changing mechanism. Science Advances, 11(3), eads3499.https://doi.org/10.1126/sciadv.ads3499