Tradycyjne metamateriały, manipulujące falami, mają zasadniczą wadę – są sztywne i podatne na uszkodzenia przy deformacji. To blokuje ich zastosowanie tam, gdzie potrzebna jest giętkość, na przykład w robotyce czy przy urządzeniach z kategorii wearables (noszonych na ciele). Przełomowego podejścia do problemu podjął się zespół z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KAIST).
Czytaj także: Niewidzialna warstwa ochronna dla elektroniki i dzieł sztuki. Grafen wciąż potrafi zdziałać cuda
Kluczem okazał się ciekły metal
Podstawą wynalazku jest kompozytowy atrament na bazie ciekłego metalu, oznaczany jako LMCP. Materiał ten łączy w sobie pozornie wykluczające się cechy: konsystencję i rozciągliwość podobną do gumy oraz pełną przewodność elektryczną charakterystyczną dla metalu. Dzieje się tak, ponieważ w procesie suszenia cząsteczki ciekłego metalu samorzutnie organizują się w drobną, siatkową strukturę. Ta właśnie metaliczna mikrosiatka działa jako metamateriał – sztucznie zaprojektowana struktura, która w specyficzny sposób oddziałuje z falami elektromagnetycznymi, powodując ich tłumienie.
Niezwykłe właściwości materiału
Właściwości LMCP są naprawdę imponujące. Materiał utrzymuje doskonałą przewodność elektryczną nawet po rozciągnięciu go aż o 1200 procent względem pierwotnej długości. Wykazuje też dużą trwałość – po blisko roku przechowywania na powietrzu nie zaobserwowano znaczącego utleniania ani pogorszenia jego parametrów. Najciekawsza jest jednak jego dynamiczna natura. Stopień rozciągnięcia bezpośrednio wpływa na to, które częstotliwości fal elektromagnetycznych materiał pochłania. W praktyce oznacza to, że ten sam kawałek „inteligentnej skóry” można dostroić do różnych zadań, na przykład do ukrywania przed różnymi typami radarów.
Prosta produkcja bez skomplikowanego sprzętu
Rewolucyjna jest nie tylko funkcjonalność, ale i prostota wytwarzania. Aby stworzyć działający metamateriał, nie potrzeba drogiej litografii czy laserów. Atrament LMCP można nanieść na elastyczne podłoże za pomocą zwykłej drukarki lub nawet pędzla, a następnie wysuszyć. Proces nie powoduje typowych problemów, takich jak pęknięcia czy nierównomierne schnięcie, co pozwala uzyskać gładkie i precyzyjne wzory. Mechanizm jest elegancko prosty: rozciągając wydrukowany wzór, zmieniamy geometrię osadzonej w nim metalicznej siatki, a to z kolei przesuwa zakres pochłanianych częstotliwości. Uzyskujemy więc materiał, którego właściwości „steruje się” mechanicznie.
Perspektywy są szerokie, ale wymagają czasu
Potencjalne obszary wykorzystania tej technologii są bardzo różnorodne. W robotyce materiał mógłby stanowić elastyczną powłokę, która nie tylko chroni mechanizmy, ale czyni je „niewidzialnymi” dla systemów wykrywających. W przypadku elektroniki noszonej mógłby zostać wtopiony w tkaniny, tworząc inteligentną barierę dla fal. Dla sektora obronnego otwiera drogę do opracowania całkiem nowych, rozciągliwych systemów stealth, które można aplikować na skomplikowane, ruchome powierzchnie.
Czytaj także: Niewidzialna powłoka zapewnia ognioodporne drewno, czyli gratka dla każdego entuzjasty drewna
Badania koreańskiego zespołu zostały opublikowane jesienią 2025 roku w periodyku “Small”. LMCP to rzadki przykład materiału, który łączy w sobie wysoką rozciągliwość, doskonałą przewodność, długoterminową stabilność, tani i prosty proces produkcji oraz aktywną kontrolę nad falami. Choć trudno nie zachwycić się takim połączeniem cech, warto zachować umiarkowany optymizm. Od udanego eksperymentu laboratoryjnego do komercyjnego produktu, który wytrzyma trudy rzeczywistego użytku, droga bywa długa i wyboista. Niemniej, pokazano, że peleryna niewidka i technologia stealth mogą mieć ze sobą więcej wspólnego, niż się wydaje.