国防

美国陆军申请了一项专利,发明了一种以飞蛾为灵感的伪装来隐藏物体的独特方法

美国军队提出了A.专利对于将伪装应用于光学组件的新方法,使其为肉眼'不可见'。

这项由美国陆军夜视实验室开发的技术包括使用3D打印的“滚轮”在步枪瞄准镜或双筒望远镜上“印”出能让飞蛾隐形的图案。理论上,由此产生的设备可以让军事人员在黑暗的掩护下操作,而不会反射干扰他们位置的杂散光。

根据该专利咨询的公司的高级技术经理Brian Metzger介绍,Techlink.,该过程还有可能解决更广泛的民事应用:“[本]技术可用于提高太阳能电池板的效率,在平板电视和室外标牌上切眩光,或增加曲棍球竞技场的有机玻璃的视觉美学。“

伪装在悬崖面上的飞蛾。
美国军队专利概述了一种将蛾状“衍射涂层”施加到光学部件的方法。照片通过rúbenmarques。

解锁类似蛾的隐形

任何人都必须从阁楼或衣柜中冲出流氓飞蛾将能够告诉你,他们非常擅长隐藏在平原的视线上。在更自然的环境中,飞蛾甚至演变为开发毛茸茸的外套,这扭曲了蝙蝠的导航噪声,并让他们有机会逃避他们的洞穴和树木居住的捕食者。

在保持其生存本能的情况下,夜间昆虫也开发了一种特征的眼睛,其特征是周期性的表面分级结构,使它们弯曲而不是反射光并保持隐藏。虽然科学家们继续调查这些隐形权的确切来源,但美国军队专利背后的团队现在声称已经发现一种方法来复制飞蛾的虚幻光学能力。

该团队的专利中写道:“蛾子眼睛的表面覆盖着每个约200纳米高的凸起,其中心之间的间距约为300纳米。”“由于凸起比可见光的波长小,所以可见光在空气和介质之间看到的表面有一个连续的折射率梯度。”

“这通过有效地去除空气透镜界面,”它们添加了“。“因此,凸块用作蛾眼罩的抗反射涂层。”因此,为了精确地重新创建对光学齿轮的这种影响,因此夜视实验室团队因此提出了一种反复施加光折射涂层的方法,该涂层可以在工业规模上部署。

施耐德的3D打印辊的工作示意图。
描绘了Schnee的3D印刷滚筒在动作的图。通过techlink图像。

3D印刷'冲压'过程

在最初的研究中,夜视实验室团队发现,抗反射涂层可以用2PP 3D直接打印到镜片上,但这一过程每1cm需要50个小时2表面覆盖。另一方面,研究人员的修订过程围绕了圆柱形微印刷的“印章”,它可以用蛾眼图案雕刻,并通过光学滚动,以给予衍射涂层。

如果获得专利,该专利将授予美国陆军夜视和电子传感器理事会的Vincent Schnee,该专利将涵盖“元透镜”的创造,该“光学元件包括具有光学表面的基片,以及多个均匀间距的投影,蛾眼结构材料。”

在实践中时,专利详细信息可以使用锗纳米粒子的环氧树脂来制造辊子的涂层,后来应用于测量至少5nm宽和10nm的镜片。根据该文件,所得组分能够能够偏转“紫外或可见光波长”,有效地向其提供伪装的蛾眼水平。

随着进一步的研发,该专利还强调了这些纳米层可以用与光学基底相同的材料制成,“实现了指数的完美匹配”,这是“传统分层介质抗反射涂层不容易实现的”,而其“滚轮”可以调整成更平坦的形状,如果将来的应用需要它。

合成天线的设计和3D打印。图片由Spencer, Lavrik和Hu提供
在过去,飞蛾也是3D打印爆炸探测设备的灵感来源。图片由Spencer, Lavrik和Hu提供。

Insect-inspired 3 d打印

研究人员经常从大自然中寻找与3D打印相关的新技术背后的灵感,特别是蝴蝶或飞蛾。2017年,科学家们佐治亚理工学院3 d印制爆炸性传感的蛾天线据说,据说能够“被动嗅到”危险物质。

同样,一个团队来自萨里大学旧金山州立大学已经设法通过创建来重现蝴蝶翼的反射结构新型3D印刷陀螺胶。通过光子学初步发现,科学家现在已经专利了一种新材料,具有自然“线束”的潜力。

最近,研究人员埃因霍温理工大学已经采取了类似的方法来生产独特的3D可打印变色液晶油墨。灵感来自蝶翼的自然呈虹彩材料,球队的材料可用于创建从装饰照明元件到软可穿戴传感器的任何东西。

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特色图像显示了伪装对悬崖面的飞蛾。照片通过鲁宾Marques,undleash。