Чернила для плаща-невидимки

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Вы видели памятник Человеку-невидимке? Казалось бы, как можно поставить памятник невидимому. А между тем он есть — в Екатеринбурге. Его поставили еще в 1999 году. Помню, как я искала его на улице Белинского, прошла ее туда и обратно несколько раз — безрезультатно. Пришлось спрашивать прохожего екатеринбуржца. Сказал, ищите возле Областной научной библиотеки. Ее я тоже обошла несколько раз, пока не обнаружила в траве бронзовую плиту с вдавленными отпечатками двух голых ступней.

Правда, отпечаток правой отличается от отпечатка левой, как минимум — размером. Дело в том, что один из них оставил автор идеи Евгений Касимов, а другой — художник Александр Шабуров.

На плите написано, что это первый в мире памятник Человеку-невидимке, герою новеллы Герберта Уэллса. Однако сегодня смысл этого оригинального сооружения заиграл другими красками. Сегодня это памятник всем, кто променял реальную, физическую жизнь на виртуальную, кто пропадает в соцсетях, не отрывает глаз от экранов и забыл, когда в последний раз встречался с друзьями. То есть тем, кто стал невидимым для реальной физической жизни в обществе.

Проблема невидимости волнует не только художников, но и ученых. Создание невидимых материалов и плащей-невидимок — один из трендов в физике и материаловедении. Надо признать, что некоторые успехи на этом фронте есть. Ученые создали так называемые метаматериалы, которые могут отклонять разные виды электромагнитных волн, в том числе свет. В результате объекты из таких материалов становятся невидимыми, в частности для инфракрасных камер и радаров. Однако пока речь идет только об очень маленьких и неподвижных объектах и небольших диапазонах электромагнитных волн.

Тем не менее новые «невидимые» материалы продолжают появляться. Команда исследователей из Корейского института науки и технологий в Тэджоне разрабатывает новые технологии, которые могут обеспечить новые типы маскировки, а также открывают множество возможностей для применения в носимой электронике. Зерно технологии — чернила на основе жидкого металла, которые могут поглощать или отклонять электромагнитные волны.

Основа чернил — галинстан, сплав галлия (68,5%), индия (21,5%) и олова (10%). Этот сплав известен тем, что он жидкий при комнатной температуре. Температура его плавления −19°C. Основное применение — замена опасной ртути в некоторых областях, в первую очередь в бытовых термометрах.

Корейские исследователи покрыли частицы галинстана связующим веществом поливинилпирролидоном, тем самым уменьшив поверхностное натяжение сплава. Кроме того, добавили лапонит (Laponite) — синтетическую глину, которую изобрела Барбара Нойман в 1962 году. Лапонит стабилизирует суспензии, улучшает реологию, то есть делает составы более текучими, склонен к образованию желе и т.п.

В результате получились чернила, которые надежно прилипали к различным материалам. Их можно было наносить обычными кисточками или с помощью печати. Они высыхают равномерно, не трескаются. А если этими чернилами напечатать электроды, то их можно растянуть в 120 раз по длине без потери проводимости. В эксперименте такие электроды прослужили год.

Исследователи печатали чернилами крошечные сетчатые структуры и смотрели, как они поглощают электромагнитные волны разной длины. Оказалось, что чернила отлично поглощают волны с частотой 5,68 гигагерца, то есть радиолокационные волны. Таким образом, для узкого диапазона частот эти чернила, нанесенные на материал, могут заставить объекты исчезнуть с радаров. Интересно, что при растяжении материала резонансная частота снижалась. Так что диапазоны покрываемых частот можно расширять с помощью растяжения и нанесенного рисунка.

Ну что, плащ-невидимка у нас в руках? Нет. Новые чернила ничего не могут поделать с видимым светом. Но и тех замечательных свойств, которые у них есть, достаточно для множества применений в эластичной и гибкой электронике, включая носимые на теле устройства, мягкую робототехнику, системы преобразования и хранения энергии, а также наногенераторы (Small).