Nanofarbe könnte Flugzeuge für Radar unsichtbar machen

Mit einer neuen nanostrukturierten Beschichtung könnten Lacke für Tarnkappenflugzeuge hergestellt werden, die nachts nicht zu sehen und zu keiner Tageszeit vom Radar erkennbar sind. Die Beschichtung aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen kann verwendet werden, um ein Objekt in völlige Dunkelheit zu hüllen, sodass es vom Nachthimmel nicht zu unterscheiden ist.

Carbon-Tarnung: Eine Beschichtung aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, oben im rasterelektronenmikroskopischen Bild sichtbar, macht das Tankmuster unter dem Lichtmikroskop unsichtbar, unten.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen haben viele überragende Eigenschaften, einschließlich ausgezeichneter Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit. Sie sind auch das schwärzeste bekannte Material. Die langen Strohhalme aus reinem Kohlenstoff mit jeweils nur wenigen Nanometern Durchmesser absorbieren ein breites Lichtspektrum – von Radiowellen über sichtbares Licht bis hin zu Ultraviolett – nahezu perfekt. Forscher nutzen diese perfekte Absorption in hochempfindlichen Bildsensoren und anderen Prototypen von Geräten.



L. Jay Guo , Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of Michigan, erkannte, dass es als eine Art Tarnung nützlich sein könnte. Stealth-Flugzeuge seien oft schwarz oder dunkelblau lackiert, um sie nicht sichtbar zu machen.

Guos Gruppe züchtete lichte Wälder aus vertikalen Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf der Oberfläche verschiedener dreidimensionaler Objekte, darunter ein Siliziumwafer mit der Form eines winzigen Tanks. Die Nanotubes lassen die Objekte komplett flach und schwarz erscheinen und verschwinden vor einem schwarzen Hintergrund. Die mit Nanoröhren beschichteten Objekte reflektieren und streuen weder Licht.

Dieser Effekt funktioniert, sagt Guo, weil die Nanoröhren perfekt absorbieren und weil ihr Brechungsindex, wenn sie mit etwas Abstand dazwischen wachsen, wie in seinen Experimenten, fast identisch mit dem der umgebenden Luft ist. Das bedeutet, dass das Licht nicht aus den Nanoröhren gestreut wird, ohne absorbiert zu werden. Die Arbeit ist in der Zeitschrift beschrieben Angewandte Physik Briefe .

Guo sagt, wenn ein mit der Nanotube-Beschichtung lackiertes Flugzeug von einem Radarstrahl getroffen würde, würde überhaupt nichts zurückprallen und es würde so aussehen, als wäre nichts da.

Diese Art der Tarnung ist sehr interessant, zumal sie ihre Funktion in der Luft bewiesen hat, sagt Ray Baughman , Direktor des MacDiarmid NanoTech Institute an der University of Texas in Dallas. Baughman hat kürzlich gezeigt, dass Nanoröhren einen Tarnumhang bilden können, wenn sie unter Wasser erhitzt werden. Die Hitze einer Nanoröhrenschicht beeinflusst die optischen Eigenschaften des umgebenden Wassers und erzeugt die Illusion der Unsichtbarkeit.

Tarnkappen schützen Objekte, indem sie einfallendes Licht so manipulieren, dass es einfach um sie herum fließt. Materialien, die dies erreichen können, müssen sehr sorgfältig hergestellt werden und funktionieren typischerweise nur mit einem sehr schmalen Lichtspektrum – etwa Mikrowellen oder rotem oder grünem Licht. Nanoröhren sind relativ einfach herzustellen und funktionieren in einem breiten Spektrum.

Es ist jedoch noch nicht praktikabel, Wälder aus Nanoröhren direkt auf der Oberfläche eines Flugzeugs anzubauen – das Wachsen solcher Wälder ist ein Hochtemperatur- und Hochdruckprozess, der in Kammern durchgeführt wird, die viel kleiner als ein Flugzeug sind. Aber Guo sagt, es sollte möglich sein, die Nanoröhren auf der Oberfläche winziger Partikel wachsen zu lassen, die dann in Farbe suspendiert werden können.

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