کشف راز ۷۰ ساله به تولید لباس نامرئی منجر خواهد شد؟

بررسی پوشش پشت نوعی حشره منجر به کشف رازی هفتاد ساله شد. نتایج این پروژه برای تولید ترکیباتی به کار رفته است که می‌تواند نور را دستکاری کند.

دانشمندان راز ۷۰ ساله پوشش نامرئی کننده یک حشره به نام زنجرک را کشف کردند. این حشره قادر است با استفاده از این پوشش، نور را دستکاری کرده و پنهان بماند.

زنجرک‌ها تنها گونه‌ای از حشرات هستند که می‌توانند بروشوزوم ترشح کنند؛ نانوذراتی نادر با خواص نامرئی. این گروه برای اولین بار موفق شدند تا بروشوزوم‌های مصنوعی ایجاد کنند.

دانشمندان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا اشکال مصنوعی بروشوزوم ایجاد کرده‌اند، که به طور طبیعی به صورت نانوذره وجود دارد و در آینده می‌توان از آن‌ها برای ساخت وسایل نامرئی استفاده کرد.

به گفته تاک زیستگ وونگ از محققان این پروژه، روپوش نامرئی تنها کاربردی بروشوزوم‌های مصنوعی نیست. در چند سال آینده، آن‌ها می‌توانند راه خود را به طیف وسیعی از کاربردهای تجاری، از انرژی خورشیدی گرفته تا دارویی، پیدا کنند. بروشوزوم‌ها نانوذرات توخالی شبیه به توپ فوتبال هستند که ساختار توخالی داشته و همین ساختار پیچیده به آن‌ها اجازه می دهد بسته به اندازه بروشوزوم و سوراخ‌های آن، طول موج خاصی از نور را جذب یا پراکنده کنند.

تنها مکانی در جهان که می‌توانید بروشوم‌های طبیعی را پیدا کنید، در پشت حشره زنجرک است. این پوشش حاوی  بروشوزوم  برای اولین بار در دهه ۵۰ کشف شد و احتمالاً به آن‌ها کمک می‌کند تا در محیط اطراف خود به راحتی تردد کنند. دانشمندان مطمئن نیستند که چرا پشت حشره زنجرک دارای بروشوزوم است. حتی هندسه پیچیده این نانوذرات در پشت زنجرک دقیقا برای محققان مشخص نیست.

برای رسیدن به این درک، وونگ و همکارانش مجبور بودند بفهمند که چگونه می‌توانند یک بروشوزوم مصنوعی بسازند. آن‌ها پس از تقریباً یک دهه تحقیق، موفق شدند اولین بروشوم‌های مصنوعی جهان را چاپ کنند. دو عنصر مهم در هندسه بروشوزوم وجود دارد: قطر ذرات و قطر سوراخ‌های آن‌ها.

اگر طول موج نور با قطر بروشوزوم‌ها یکسان باشد، هنگام برخورد به این ذرات، نور در همه جهات پراکنده می‌شود. اما اگر طول موج نور با قطر سوراخ‌ها یکسان باشد، نور از ذرات عبور می‌کند و توسط آن جذب می‌شود.

این جذب همراه با پراکندگی نور به این معنی است که بروشوزوم ها بازتاب نور بسیار محدودی دارندو می‌توانند نسبت به محدوده الکترومغناطیسی خاص نامرئی باشد. پوشیدن چیزی که حاوی این ترکیبات باشد، از نظر تئوری، می‌تواند به معنای نامرئی شدن باشد.

زیبایی این ترکیبات مصنوعی این است که می‌توان آن‌ها را در اندازه‌های مختلف ساخت و در نتیجه متناسب با جذب و پراکندگی طول موج‌های مختلف در طیف الکترومغناطیسی از آن‌ها استفاده کرد. این بدان معناست که مهندسان می‌توانند بروشوزوم‌ها را برای کارکردهای خاص، مانند نامرئی بودن در تابش مادون قرمز، سفارشی بسازند.

آن چیزی که محققان در این پروژه ساختند فقط با تابش مادون قرمز در تعامل است. تحقیقات آینده وونگ تا حدودی بر ساخت بروشوزوم‌های مصنوعی کوچکتر برای هدف قرار دادن طیف الکترومغناطیسی متمرکز خواهد شد.