Как стать невидимкой Рецепт от насекомых.

Вдохновение я черпаю из окружающего меня мира. Например, посмотрим на наших соседей – насекомых. Они и по сей день являются прообразом различных технических идей. Например, метаматериалы не являются изобретением человека – похожие на них структуры встречаются на крыльях многих бабочек “металлической“ окраски. В природе существует механизм, с помощью которого можно создавать окраску и без специальных окрашенных веществ — только за счёт упорядоченных структур очень маленьких размеров (примерно с длину волны света). Такую окраску оптического происхождения и назвали «структурной». Оптические чешуйки похожи на ловушки для света. Действуют они так. Солнечный свет, попадая в ловушки, частично поглощается ими, а частично отражается. Мы помним , что цвет — это отражённые электромагнитные волны разной длины. Ловушки — структуры определённого размера, поэтому отражается лишь свет определённой волны (волн). Нечто похожее мы можем наблюдать в мыльных пузырях. Радужные разводы — это наложение световых волн, частично прошедших сквозь тончайшую плёнку воды и мыла и частично отражённых. Это явление называется интерференцией света. Если говорить о плёнке, то, фактически, от внешней и внутренней поверхностей пластины, складываются световые волны. Результат сложения зависит от того, какой путь пройдёт отражённый луч, т.е. фаз складываемых электромагнитных волн. Разница в фазах будет зависеть от толщины плёнки, коэффициента преломления, угла освещения и длины волны падающего света. При определённой толщине плёнки, определённом коэффициенте преломления и полихроматическом освещении (белым светом) мы можем увидеть только один цвет. Очень важная характеристика оптических свойств— то, как организована периодическая структура (1D, 2D, 3D дизайн), то есть в скольких направлениях может изменяться поток падающего света. Если в одном или в двух направлениях — это дифракционная решётке, если в трёх измерениях — объёмная структура или фотонный кристалл. Если периодическая структура трёхмерна (3D), то мы видим окраску независимо от угла зрения. Примером такой трёхмерной структуры могут служить брохосомы цикад. Это частицы размером в несколько сот нанометров, имеют сферическую форму и ячеистую поверхность. “Ямки“ на поверхности наночастиц цикад имеют такие же размеры, как и волны видимого света. Оказалось, что данные наночастицы поглощают падающие под любыми углами и практически все виды волн видимого света, в особенности те, которые воспринимают их главные враги – божьи коровки и прочие хищные насекомые. Учёные открыли это крайне необычное свойство у некоторых видов цикад - становится невидимыми для хищников, так как их тело перестаёт бликовать и сливается с окружающей средой. Подобный структурный дизайн, полученный в материалах искусственно, и называется метаматериалом. Такие материалы могут взаимодействуют со светом или электромагнитными волнами так, что придают предметам цвет, делают предметы почти невидимыми или вовсе поглощающими свет на 99,9%, фактически, позволяют управлять светом.