METAMATERIJA

 HAJDE DA NAM MALO PRORADI MASTA. NIJE SAMO U HARI POTERU NEVIDJIVI OGRTAC, BIO JE I FILM 'NEVIDLJIVI COVEK', A ONDA JE JEDNOJ EPIZODI AMERICKE SERIJE 'KASTL' GDE IGRA NASA STANA KATIC OPISANO ODELO OD METAMATERIJE KOJE CINI COVEKA NEVIDLJIVIM. ZANIMLJIV JE KOMENTAR OBICNIH FBI POLICAJACA NA TO ODELO: NE VALJA STO VLADA POSEDUJE TU TEHNOLOGIJU. TO DAJE PREVELIKU MOC. RAZUMETE O CEMU PRICAM.

SAMO ZAMISLITE STA SVE MOZETE AKO STE NEVIDLJIVI? I DA LI TO ZAISTA POSTOJI? 

Metamaterijal (od grčke reči μετά meta, sa značenjem „izvan” i latinske reči materia, sa značenjem „materija” ili „materijal”) je materijal projektovan da ima svojstva koja se ne nalaze u prirodnim materijalima.Izrađeni su od sklopova višestrukih elemenata izrađenih od kompozitnih materijala kao što su metali i plastike. Materijali su obično raspoređeni u ponavljajućim paternima, na skalama manjim od talasnih dužina pojava na koje utiču. Metamaterijali dobijaju svoja svojstva ne iz svojstava osnovnih materijala, već iz svojih novo dizajniranih struktura. Njihov precizan oblik, geometrija, veličina, orijentacija i raspored daju im njihova pametna svojstva kojima se mogu manipulisati elektromagnetni talasi: blokadom, apsorpcijom, pojačavanjem ili savijanjem talasa, kako bi se postigle prednosti koje prevazilaze mogućnosti konvencionalnih materijala. Godine 2000, Smit i njegovi saradnici su izvestili o eksperimentalnoj demonstraciji funkcionisanja elektromagnetnih metamaterijala horizontalnim slaganjem, periodičnih, rezonatora sa razdvojenim prstenom i tankih žičanih struktura. Godine 2002. razvijen je metod za realizaciju metamaterijala s negativnim indeksom korišćenjem veštački spojenih prenosnih vodova u tehnologiji mikrotraka. Godine 2003. je demonstriran složeni (stvarni i imaginarni delovi) negativni refraktivni indeks prelamanja^[17] i snimanja ravnih sočiva^[18] pomoću levostranih metamaterijala. Do 2007. godine, eksperimente koji su uključivali negativni indeks loma, izvršile su mnoge grupe. Na mikrotalasnim frekvencijama prvi, nesavršeni nevidljivi plašt je ostvaren 2006. godine.

Amaterski video pojavio se na kineskoj društvenoj mreži Veibo, gde se vidi čovek kako nestaje ispred kamere dok drži prozirnu tkaninu ispred sebe.

Snimak zasad ima preko 22 miliona pregleda, a pored raznih medija, zamenik šefa kriminalističke službe u Ministarstvu javne bezbednosti Kine takođe je podelio ovaj snimak.

- Ovo je tkanina napravljena uz pomoć kvantne tehnologije i providnog materijala. Može da reflektuje svetlost oko osobe koja ga nosi tako da ta osoba nestane - napisao je pomenuti šef na Veibuu, navodeći da će to biti dobro za vojsku.

Vojnici koji nose ovaj ogrtač mogu da izbegnu špijunske sisteme za noćni vid, ali postoji i mogućnost da ga iskoriste kriminalci.

Na snimku se vidi čovek kako okreće tkaninu dok stoji u sredini grmlja. U jednom momentu, širom je otvorio i nestao ispred kamere. Tkanina se može videti u potpunosti.Sa­mo je pi­ta­nje tre­nut­ka ka­da će se os­tva­ri­ti čove­kov vi­še­ve­kov­ni san – ne­vi­dlji­vost. To potvrđuju broj­na naučna dos­ti­gnuća u ra­zvo­ju no­vih ma­te­ri­ja­la, a na­ji­zgle­dni­je po­ten­ci­jal­no re­še­nje jes­te plašt ne­vi­dlji­vos­ti od me­ta­ma­te­ri­jala.

Kao in­spi­ra­ci­ja za kre­ira­nje ova­kvih pla­što­va po­slu­ži­li su broj­ni pri­me­ri ne­vi­dlji­vos­ti nas­ta­li u čove­ko­voj ma­šti, počev od an­tičkog mi­ta o Gi­gu, ko­me je ne­vi­dlji­vost po­slu­ži­la da o­svo­ji kra­ljev­ski pres­to, pre­ko broj­nih pri­me­ra u baj­ka­ma i dru­goj li­te­ra­tu­ri (jes­te li čita­li „Ne­vi­dlji­vi čovek“ Heberta Dž. Vel­sa?), pa do e­kra­ni­zo­va­nih priča kao što su Zve­zda­ne sta­ze, Ha­ri Po­ter… Ali, za ra­zli­ku od pla­što­va ne­vi­dlji­vos­ti nas­ta­lih i o­gra­ničenih ma­gi­jom, re­al­ni ne­vi­dlji­vi pla­što­vi na­prav­lje­ni od me­ta­ma­te­ri­ja­la i za­sni­va­ju se na čvrstim naučnim do­ka­zi­ma i vi­še­go­di­šnjem istraživačkom ra­du.

Vi­dlji­vost ne­kog re­al­nog tro­di­men­zi­onal­nog o­bjek­ta os­tva­ru­je se ta­ko što sve­tlost pa­da na nje­go­vu pov­rši­nu i s nje se re­flek­tu­je, pri čemu se deo sve­tlos­ti ap­sor­bu­je. Re­flek­to­va­ni zra­ci do­la­ze do oka po­sma­trača. U za­vi­snos­ti od o­bli­ka po­sma­tra­nog pre­dme­ta, sve­tlo­sni zra­ci se ra­si­pa­ju, a ta­la­sni front kri­vi, što omo­gućava da vi­di­mo sve kri­vi­ne i u­glo­ve ko­je o­dređeni o­bje­kat sa­drži.

Iz tog prin­ci­pa pro­izi­la­zi lo­gičan za­ključak da je ne­vi­dljiv onaj pre­dmet ko­ji ni­ti ap­sor­bu­je ni­ti re­flek­tu­je sve­tlo­sne zra­ke ko­ji pa­da­ju na nje­ga, već ih u pot­pu­nos­ti pro­pu­šta. Za­to se ne­vi­dlji­vost za­sni­va na op­tičkoj pro­pus­tlji­vos­ti ma­te­ri­ja­la. Pre­dmet re­al­no pos­to­ji, ali zbog od­sus­tva re­flek­to­va­nih zra­ka s nje­go­ve pov­rši­ne po­sma­trač do­bi­ja ilu­zi­ju ne­vi­dlji­vos­ti.Go­di­ne 2007. prin­cip ne­vi­dlji­vos­ti o­bje­ka­ta do­bio je no­vu di­men­zi­ju – os­tva­ren je za o­blast vi­dlji­ve sve­tlos­ti. To os­tva­re­nje na­pra­vio je tim naučni­ka sa ame­ričkog Uni­ver­zi­te­ta Me­ri­lend, ko­ga je pre­dvo­dio Igor Smolyaninov. Plašt se sas­to­jao od 2D struk­tu­re s kon­cen­tričnim zla­tnim prste­no­vi­ma o­blo­že­nim plas­tičnom ma­som (po­li­me­til me­ta­kri­lat).

U skla­du sa fi­zičkim prin­ci­pi­ma (ne)vi­dlji­vos­ti, naučni­ci su do­šli do za­ključka da bi se pot­pu­na ilu­zi­ja ne­vi­dlji­vos­ti mo­gla os­tva­ri­ti kre­ira­njem tro­di­men­zi­onal­nih pla­što­va u vi­dlji­vom de­lu sve­tlo­snog spek­tra. Put do re­še­nja vo­dio je pre­ko mi­ni­ja­tur­nih 2D pla­što­va za mi­kro­ta­la­sno i in­fra­crve­no po­dručje. Fun­kci­oni­sa­li su po prin­ci­pu bla­gog pre­u­sme­ra­va­nja sve­tlos­ti oko o­bjek­ta ko­ji bi tre­ba­lo da sa­kri­ju, što je čini­lo o­grtače zna­tno glo­ma­zni­jim od o­bje­ka­ta.

Za mi­kro­ta­la­sno po­dručje na­prav­ljen je 2006. prvi plašt ne­vi­dlji­vos­ti, a nje­go­vi tvor­ci su John Pendry (Im­pe­ri­jal ko­ledž, Lon­don) i David Smith (Uni­ver­zi­tet Djuk, Se­ver­na Ka­ro­li­na). Pro­gla­šen je naj­većim dos­ti­gnućem u toj go­di­ni po i­zbo­ru re­no­mi­ra­nog časo­pi­sa Science, a za­sno­van je na stva­ra­nju elek­tro­ma­gne­tnog omo­tača oko pre­dme­ta.

Efe­kat mo­že da se os­tva­ri sa­mo u o­dređenim u­slo­vi­ma (za o­dređene ta­la­sne du­ži­ne) i sa­mo u dve di­men­zi­je. Ne­vi­dlji­vost ni­je bi­la pot­pu­na, jav­lja­la se ma­la sen­ka pri pa­žlji­vi­jem po­sma­tra­nju. Osim to­ga, plašt je mo­gao da sa­kri­je sa­mo ma­nje o­bjek­te. Naučni­ci su tom pri­li­kom pri­ka­za­li ne­vi­dlji­vost ba­kar­nog ci­lin­dra de­blji­ne ne­što veće od 1 cm. Ka­sni­je su to usav­rši­li i os­tva­ri­li bo­lji re­zul­tat, a počeli su i s ra­zvo­jem pla­šta ne­vi­dlji­vos­ti s me­ta­ma­te­ri­ja­li­ma.U 2011. go­di­ni naučni­ci su na­pra­vi­li ne­vi­dlji­vi te­pih ko­ji skri­va o­bjek­te is­pod slo­ja si­li­ci­jum‑ok­si­da i si­li­ci­jum‑ni­tri­da, a ma­ni­pu­la­ci­ju sa sve­tlošću po­moću „ne­vi­dlji­ve“ sfe­re na­pra­vio je di­plo­mac na Uni­ver­zi­te­tu Sent En­druz u En­gles­koj. Tim naučni­ka iz In­sti­tu­ta za te­hno­lo­gi­je Kar­lsrue (Ne­mačka) i Im­pe­ri­jal ko­le­dža u Lon­do­nu, ko­je je pre­dvo­dio Tolga Ergin, na­pra­vio je plašt od fo­to­ničnih kris­ta­la da bi sa­kri­li mi­ni­ja­tur­nu i­zbočinu na zla­tnoj pov­rši­ni. Ma­te­ri­jal se sas­to­jao od spe­ci­jal­nih sočiva za pre­u­sme­ra­va­nje sve­tlo­snih ta­la­sa. To je bio prvi 3D plašt ne­vi­dlji­vos­ti, iako mi­ni­ja­tur­nih di­men­zi­ja. Ipak, tek s ko­rišćenjem me­ta­ma­te­ri­ja­la mo­že se go­vo­ri­ti o prvim pra­vim 3D pla­što­vi­ma.Ide­ju me­ta­ma­te­ri­ja­la dao je rus­ki naučnik Vik­tor Ve­se­la­go još 1967. go­di­ne, ali se na ra­zvo­ju me­ta­ma­te­ri­ja­la ra­di tek u po­sle­dnjih dva­de­se­tak go­di­na. To su ve­štačke pe­ri­odične struk­tu­re, kod ko­jih se o­snov­nom ma­te­ri­ja­lu (sta­klo, me­tal, plas­ti­ka) do­da­ju pe­ri­odični ele­men­ti o­dređenog o­bli­ka, ve­ličine, ori­jen­ta­ci­je i ge­ome­trij­skog ras­po­re­da, a elek­tro­ma­gne­tne oso­bi­ne ta­kve struk­tu­re za­vi­se is­ključivo od tog o­bli­ka i ras­po­re­da.

Za­hva­lju­jući toj struk­tu­ri oni po­se­du­ju elek­tro­ma­gne­tne oso­bi­ne ka­kve se ne mo­gu naći u pri­ro­di. Omo­gućava­ju ma­ni­pu­la­ci­ju sve­tlošću ka­ko to do­sa­da u pri­ro­di ni­je bi­lo mo­guće. I­zbo­rom o­bli­ka i ras­po­re­da do­da­tih ele­me­na­ta, elek­tro­ma­gne­tni pa­ra­me­tri se pro­i­zvolj­no mo­gu me­nja­ti. Pri­ro­dni ma­te­ri­ja­li ima­ju po­zi­ti­van in­deks re­frak­ci­je, dok se za­hva­lju­jući svo­joj struk­tu­ri, in­deks re­frak­ci­je kod me­ta­ma­te­ri­ja­la mo­že pro­me­ni­ti i na ne­ga­tiv­nu vre­dnost. Vrlo su ma­lih di­men­zi­ja, nji­ho­ve je­di­nične ćeli­je me­ta­ato­mi zna­tno su ma­nji od ta­la­sne du­ži­ne (re­da je­dne de­se­ti­ne ta­la­sne du­ži­ne).

Me­ta­ma­te­ri­ja­li ima­ju oso­bi­nu da pro­vo­de ta­las o­dređene ta­la­sne du­ži­ne, ta­ko da se na­kon pro­las­ka kroz nje­ga stva­ra uti­sak da ta­las ni­je na­išao ni na ka­kvu pre­pre­ku, po­put vo­de ko­ja za­obi­la­zi ka­men ko­ji joj se na­šao na pu­tu. Ta­las ne­sme­ta­no nas­tav­lja put, a pre­pre­ka od me­ta­ma­te­ri­ja­la prak­tično pos­ta­je ne­vi­dlji­va.

Pre­dviđaju se mno­ge o­blas­ti pri­me­ne pla­što­va ne­vi­dlji­vos­ti za­sno­va­nih na me­ta­ma­te­ri­ja­li­ma. To se o­dno­si na o­blast ko­mu­ni­ka­ci­ja (za ra­zvoj op­tičkih i mi­kro­ta­la­snih sis­te­ma) i voj­nih te­hno­lo­gi­ja, kao i za za­šti­tu ose­tlji­vih uređaja od elek­tro­ma­gne­tnog zračenja, fo­ku­si­ra­nje Sunčeve ener­gi­je do so­lar­nih ćeli­ja, po­većanje ka­pa­ci­te­ta skla­di­šte­nja in­for­ma­ci­je na op­tičkim dis­ko­vi­ma…

Je­dna od naj­va­žni­jih in­te­re­snih sfe­ra je voj­na te­hno­lo­gi­ja, po­što se tra­ga za o­bjek­ti­ma ko­ji će bi­ti ne­vi­dlji­vi za ra­da­re. U­pra­vo iz tih ra­zlo­ga glav­ni ini­ci­ja­tor i fi­na­si­jer ra­zvo­ja i jes­te voj­ska. Ne­vi­dlji­vi pla­što­vi pred­stav­lja­ju naj­no­vi­ji iza­zov u toj o­blas­ti, ko­ji će iz o­sno­va pro­me­ni­ti do­sa­da­šnje načine vođenja ra­to­va. Pri­tom, ne tre­ba za­obići ni mo­ral­no pi­ta­nje – hoće li se ne­vi­dlji­vi pla­što­vi upo­tre­bi­ti u ko­ri­sne svrhe ili će se zlo­upo­tre­bi­ti.

Po­se­ban značaj ne­vi­dlji­vi pla­što­vi ima­ju za ra­zvoj stealth voj­ne te­hno­lo­gi­je. Ta te­hno

Pri kre­ta­nju u pros­to­ru sve­tlost bi­ra naj­kraću pu­ta­nju (pra­vu li­ni­ju), ali se kod me­ta­ma­te­ri­ja­la mo­že do­go­di­ti da ta li­ni­ja ide oko pre­dme­ta o­blo­že­nog me­ta­ma­te­ri­ja­lom. U tom slučaju do­la­zi do za­kriv­lje­nja sve­tlos­ti, što omo­gućava da sva­ki pre­dmet oba­vi­jen omo­tačem na­no­me­tar­ski pre­ci­zne me­tas­truk­tu­re pos­ta­je ne­vi­dljiv, bez ob­zi­ra na to iz kog prav­ca sve­tlost do­la­zi. Efe­kat sa­kri­va­nja za­vi­si od sas­ta­va me­ta­ma­te­ri­ja­la i s njim se mo­že pro­i­zvolj­no ma­ni­pu­li­sa­ti.

Na­kon za­kriv­lje­nja, sve­tlost se mo­ra po­no­vo upu­ti­ti na is­tu pu­ta­nju na ko­joj se na­la­zi­la pre to­ga. Po pro­las­ku oko pre­dme­ta ona nas­tav­lja svoj put i, pre ili ka­sni­je, na­ila­zi na pov­rši­nu od ko­je će se od­bi­ti i upu­ti­ti na­zad ka po­sma­traču. Sa ade­kva­tnom struk­tu­rom me­ta­ma­te­ri­ja­la, re­flek­to­va­na sve­tlost po­no­vo će za­obići skri­ve­ni pre­dmet na is­ti način. Ako to ni­je slučaj, pre­dmet će pri re­flek­si­ji bi­ti o­sve­tljen, pa će se po­ja­vi­ti sen­ka.

Je­dna od naj­va­žni­jih in­te­re­snih sfe­ra je voj­na te­hno­lo­gi­ja, po­što se tra­ga za o­bjek­ti­ma ko­ji će bi­ti ne­vi­dlji­vi za ra­da­re. U­pra­vo iz tih ra­zlo­ga glav­ni ini­ci­ja­tor i fi­na­si­jer ra­zvo­ja i jes­te voj­ska. Ne­vi­dlji­vi pla­što­vi pred­stav­lja­ju naj­no­vi­ji iza­zov u toj o­blas­ti, ko­ji će iz o­sno­va pro­me­ni­ti do­sa­da­šnje načine vođenja ra­to­va. Pri­tom, ne tre­ba za­obići ni mo­ral­no pi­ta­nje – hoće li se ne­vi­dlji­vi pla­što­vi upo­tre­bi­ti u ko­ri­sne svrhe ili će se zlo­upo­tre­bi­ti.

Po­se­ban značaj ne­vi­dlji­vi pla­što­vi ima­ju za ra­zvoj stealth voj­ne te­hno­lo­gi­je. Ta te­hno­lo­gi­ja je sva­ka­ko već po­zna­ta, ali je do sa­da ko­ris­ti­la ma­te­ri­ja­le za ap­sor­bo­va­nje ra­dar­skih zra­ka ka­ko bi se sma­nji­la re­flek­si­ja ka i­zvo­ru zračenja. Plašt ne­vi­dlji­vos­ti omo­gućiće skri­va­nje o­bje­ka­ta u re­al­nom vre­me­nu, ne sa­mo od ra­da­ra već i od vi­dlji­vos­ti go­lim okom.

Ki­na već tes­ti­ra plašt ne­vi­dlji­vos­ti na svo­jim bor­be­nim avi­oni­ma. Me­ta­ma­te­ri­jal za tu svrhu ra­zvio je is­tra­ži­vački tim State Key Laboratory of Millimetre Waves (Southeast University, Nanking). Po­dra­zu­me­va se da se slični tes­to­vi ra­de i u Ame­ri­ci, kao i dru­gim te­hno­lo­škim li­de­ri­ma u sve­tu, ali s ma­lo ma­nje in­for­ma­ci­ja dos­tu­pnih jav­nos­ti.

Ne­po­volj­na je okol­nost što su me­ta­ma­te­ri­ja­li kom­pli­ko­va­ni i te­ški za pro­i­zvo­dnju, po­se­bno s ob­zi­rom na u­slo­ve i okol­nos­ti u ko­ji­ma se bor­be­ne le­te­li­ce mo­gu naći. Ipak, do­bra vest je da je počet­kom go­di­ne ki­nes­ka kom­pa­ni­ja Kuang‑Chi ot­počela s ma­sov­nom pro­i­zvo­dnjom ma­lih me­tal­nih mem­bra­na za­sno­va­nih na me­ta­ma­te­ri­ja­li­ma. To je prva pro­i­zvo­dna li­ni­ja pre­dme­ta od me­ta­ma­te­ri­ja­la u sve­tu. Ve­ru­je­mo da neće bi­ti je­di­na…

SVE NA SVETU IMA SVOJU DOBRU I LOSU STRANU. NAROCITO AKO GOVORIMO O META UNIVERZUMU. O METAMATERIJALU I SLICNIM STVARIMA. SVE MOZE BITI KORISNO ALI MOZE I DA SE ZLOUPOTREBI. OSTAJE SAMO DA CEKAMO JOS NEKO VREME ,A VREME CE SVE POKAZATI.