Công nghệ “áo choàng” giúp tàng hình khi di chuyển?
Áo choàng tàng hình của Harry Potter và máy bay chiến đấu tàng hình có khả năng né tránh radar có điểm chung gì? Cả hai đều làm cho vật thể trở nên vô hình bất chấp sự hiện diện vật lý của chúng. Dựa trên ý tưởng này, một nhóm nghiên cứu tiến thêm một bước bằng cách phát triển công nghệ áo choàng tàng hình thông minh có khả năng che giấu sóng điện từ tốt hơn khi nó co giãn và di chuyển. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ mở ra những khả năng mới cho robot di chuyển, thiết bị đeo trên người và các công nghệ tàng hình thế hệ tiếp theo.
Bước đột phá trong công nghệ áo choàng co giãn
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hyoungsoo Kim thuộc Khoa Cơ khí và Giáo sư Sanghoo Park thuộc Khoa Kỹ thuật Hạt nhân và Lượng tử của KAIST (Hàn Quốc) dẫn đầu phát triển một công nghệ cốt lõi cho phép tạo ra lớp phủ tàng hình co giãn thế hệ tiếp theo dựa trên Mực composite kim loại lỏng (LMCP), có khả năng hấp thụ, điều chỉnh và chắn sóng điện từ.
Để hiện thực hóa công nghệ tàng hình, cần phải điều khiển tự do ánh sáng hoặc sóng điện từ trên bề mặt vật thể. Tuy nhiên, vật liệu kim loại thông thường cứng và không co giãn tốt, và khi bị kéo giãn mạnh, chúng dễ bị gãy. Vì lý do này, đã có những khó khăn đáng kể trong việc ứng dụng các vật liệu đó vào thiết bị điện tử hoặc robot có khả năng thay đổi hình dạng tự do, có thể uốn cong theo hình dáng cơ thể. Mực composite kim loại lỏng do nhóm nghiên cứu phát triển vẫn duy trì được độ dẫn điện ngay cả khi kéo giãn gấp 12 lần chiều dài ban đầu (1.200%), và thể hiện độ ổn định cao với rất ít quá trình oxy hóa hoặc suy giảm hiệu suất ngay cả sau khi để trong không khí gần một năm.
Không giống như kim loại thông thường, loại mực này có tính chất giống cao su và mềm mại trong khi vẫn giữ nguyên đầy đủ chức năng của kim loại. Những đặc tính này có được là do trong quá trình sấy khô, các hạt kim loại lỏng bên trong mực tự động liên kết với nhau để tạo thành cấu trúc mạng lưới kim loại dạng lưới. Cấu trúc này hoạt động như một siêu vật liệu - một cấu trúc nhân tạo trong đó các hoa văn cực nhỏ được in lặp đi lặp lại bằng mực sao cho sóng điện từ tương tác với cấu trúc theo cách được thiết kế. Kết quả là, vật liệu này đồng thời thể hiện tính linh hoạt như chất lỏng và độ bền chắc như kim loại.
Quy trình chế tạo cũng đơn giản. Không cần những bước phức tạp như nung kết ở nhiệt độ cao hoặc xử lý bằng laser, mực có thể được in bằng máy in hoặc quét bằng cọ rồi làm khô. Ngoài ra, những vấn đề thường gặp khi làm khô như vết bẩn hoặc nứt nẻ không xảy ra, cho phép tạo ra hoa văn kim loại mịn và đồng đều.
Trình bày và đánh giá vật liệu mới
Để kiểm chứng hiệu suất của loại mực này, nhóm nghiên cứu trở thành nhóm đầu tiên trên thế giới chế tạo được vật liệu siêu cấu trúc hấp thụ có thể co giãn với đặc tính hấp thụ sóng điện từ thay đổi tùy thuộc vào mức độ kéo giãn. Chỉ cần kéo giãn chất nền giống cao su sau khi in họa tiết bằng mực sẽ làm thay đổi loại (dải tần số) sóng điện từ được hấp thụ.
Điều này cho thấy tiềm năng của công nghệ tàng hình, có thể che giấu vật thể hiệu quả hơn khỏi tín hiệu radar hoặc liên lạc tùy thuộc vào tình huống. Công nghệ này được đánh giá là một công nghệ vật liệu điện tử đột phá, đồng thời đáp ứng mọi yêu cầu về độ co giãn, dẫn điện, độ ổn định lâu dài, quy trình đơn giản và chức năng điều khiển sóng điện từ.
Giáo sư Hyoungsoo Kim tuyên bố: “Chúng tôi đã có thể thực hiện chức năng sóng điện từ chỉ bằng quy trình in ấn mà không cần thiết bị phức tạp. Công nghệ này dự kiến sẽ được ứng dụng trong nhiều công nghệ tương lai khác nhau như da robot, thiết bị đeo trên người và công nghệ tàng hình radar trong lĩnh vực quốc phòng