Vật liệu tàng hình

Vật liệu tàng hình

1


Vật liệu tàng hình
I/Khái niệm:
a/Cơ sở lí thuyết:
Tàng hình là gì?
Tàng hình là vật ở trạng thái mà mắt chúng ta, thiết bị quan sát không nhìn thấy
được.

- Màu sắc từ đâu mà ra?
Liệu màu sắc có phải là thuộc tính của vạn vật trong tự nhiên như một thực tại khách
quan?
Câu trả lời là KHÔNG.
Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím chỉ là những cái tên con người đặt ra để phân biệt
cảm nhận của mình về sự tương tác của ánh sáng với vật chất. Không một màu nào tồn
tại khách quan trong tự nhiên.

2


Vật liệu tàng hình

Ánh sáng là một dạng năng lượng có tính nhị nguyên: vừa là hạt lại vừa là sóng điện từ
với các bước sóng khác nhau[1]. Ánh sáng tự nó không có màu sắc. Phổ sóng điện từ rất
rộng, trải dài từ các sóng radio có bước sóng cỡ hàng trăm ngàn km, tới các sóng tia X,
tia gamma với bước sóng ngắn hơn 1 phần ngàn tỉ meter (10-12 m, hay 1 phẩn ngàn

nanometer, nm). Trong dải phổ sóng điện từ với những bước sóng dài bát ngát đó, phần
phổ của ánh sáng mắt người có thể nhìn thấy chỉ chiếm một phần không đáng kể, từ 780
nm xuống tới 380 nm.

-

Vì sao chúng nhìn thấy vật thể, màu sắc ?
Ta nhìn thấy vật thể do ánh sáng của vật thể phản chiếu vào mắt ta nên ta nhìn
thấy được hình giáng và màu sắc của vật thể

3


Vật liệu tàng hình

Hoa fuchsia

-

Ví dụ đóa hoa fuchsia có màu magenta vì khi ánh sáng trắng chiếu vào, nó hấp thụ
tia sáng, chỉ phản xạ lại tia đỏ và lam. Đỏ và lam hòa với nhau tạo ra màu magenta
trong thị giác

=>> để làm cho vật tàng hình ta chỉ cần thay đổi đường đi tỉa tai phản xạ không
cho nó chiếu vào mắt, thiết bị tiếp nhận.

4


Vật liệu tàng hình

b/Nguyên lý tang hình:
Hiện tượng tàng hình hay hiện hình thật ra là kết quả của sự tương tác giữa ánh sáng (hay
sóng điện từ ở nghĩa rộng) và vật chất. Ta nhìn thấy được mọi vật quanh ta là do sự phản
xạ của ánh sáng và khi những tia sáng phản xạ đập vào mắt ta, thị giác cho ta sự cảm
nhận màu sắc của những gì hiện hữu trong thế giới xung quanh. Nhưng khi màn đêm
buông xuống hay ánh đèn trong một căn phòng phụt tắt thì mọi vật "tàng hình" vì không
còn sự phản xạ của ánh sáng. Khi ánh sáng, hay nói rộng hơn là sóng điện từ, tác động
lên vật chất thì có ba trường hợp xảy ra: (1) phản xạ (reflection), truyền xạ (transmission)
và hấp thụ (hình 1).

Hình 1: Sự tương tác giũa song điện từ (hay ánh sáng) với vật chất. (1) song tới, (2) sóng
phản xạ, (3) song truyền xạ (khúc xạ) và (4) là song hấp thụ.
Như vậy, nếu muốn một vật tàng hình thì ta phải làm sao triệt tiêu được sự phản xạ của
ánh sáng hay điều chỉnh hướng phản xạ của ánh sáng đi ra xa người quan sát. Ta có thể
cảm nhận việc điều chỉnh hướng phản xạ ánh sáng trong cuộc sống hằng ngày. Khi ta
đứng trực diện trước một tấm gương phẳng, ta sẽ nhìn thấy ta trong gương. Nhưng khi ta
nghiêng tấm gương với một góc độ thích hợp, ta không còn thấy ta, ta đã "biến mất"
trong gương. Tuy nhiên, khi ta có một cái gương hình cầu, dù có quay gương theo hướng
nào hay ta di chuyển bất kỳ ở vị trí nào lúc nào cũng thấy ta hiện trong gương. Như vậy,
đối với mặt cầu ở vị trí nào ánh sáng cũng có thể phản xạ đến người quan sát, trong khi
mặt phẳng chỉ có một góc duy nhất làm ánh sáng phản xạ trở lại nơi người quan sát là khi
ánh sáng tới đụng vào tấm gương ở góc 90 độ (khi ta đứng trực diện thẳng góc với tấm
gương) (Hình 2).

5


Vật liệu tàng hình

Hình 2: Sóng tới và sóng phản xạ của (a) mặt phẳng và (b) mặt cầu. Chỉ có sóng tới

chạm vào mặt phẳng ở góc 90° sẽ phản xạ trở lại nguồn phát.
Đến nay, những vật liệu quang học có cấu trúc nhân tạo như vậy chỉ khả dụng trong một
số bước sóng rất hẹp, do đó giới hạn khả năng che phủ trên nhiều dải màu sắc. Tuy nhiên,
trở ngại này có thể sẽ sớm được dỡ bỏ bởi các kỹ sư quang học tại đại học Stanford đã
thành công trong việc thiết kế một loại siêu vật liệu có dải sáng rộng với chỉ số khúc xạ
âm đối với 7 màu sắc cơ bản của cầu vồng.

6


Vật liệu tàng hình

"Chiếc áo" tàng hình đầu tiên được đại học Duke chế tạo hoạt động dựa trênnguyên lý
uốn cong ánh sáng xung quanh một vật thể được bao phủ. Tuy nhiên, cơ chế này không
hề đơn giản bởi ánh sáng thoát đi từ lớp phủ phải tương ứng với độ phân cực và pha của
luồng ánh sáng chiếu qua. Nếu không, chiếc áo sẽ lộ nguyên hình và trong trường hợp
này, bạn có thể không thấy được thứ bị bao phủ nhưng có thể chắc rằng "có một chiếc áo
ở đây".

7


Vật liệu tàng hình

Theo phó giáo sư Jennifer Dionne: "Tất cả các vật liệu tự nhiên đều có chỉ số khúc xạ
dương". Ví dụ như không khí ở các điều kiện tiêu chuẩn có chỉ số khúc xạ thấp nhất
trong tự nhiên, tức là trên 1 một chút. Trong khi đó, chỉ số khúc xạ của nước là 1.33, của
kim cương là 2.4. Vật liệu có chỉ số khúc xạ càng cao thì ánh sáng càng bị lệch hướng
nhiều hơn so với đường đi ban đầu. Nếu chỉ số khúc xạ gần bằng 0 hoặc âm thì một hiện
tượng vật lý rất thú vị sẽ xảy ra. Chúng ta có thể hình dung như sau, nếu cắm một chiếc

ống hút để nghiêng trong cốc nước, nếu chỉ số khúc xạ của nước âm thì hình ảnh của
chiếc ống hút mà chúng ta thấy sẽ đảo ngược. Phần trên ống hút (trên mặt nước) đang
nghiêng từ phải sang trái nhưng phần dưới (dưới mặt nước) sẽ nghiêng từ trái sang phải
thay vì cùng chiều (hình dưới).

8


Vật liệu tàng hình

Để có thể che khuất một vật thể hay hạn chế khúc xạ, vật liệu phải có khả năng kiểm soát
chính xác đường đi của ánh sáng theo giả thuyết trên. Tuy nhiên, rất ít vật liệu tự nhiên
có thể đáp ứng và câu trả lời là những siêu vật liệu quang học. Khác với vật liệu tự nhiên,
siêu vật liệu thừa hưởng những đặc tính quang học từ hình dạng hình học của các đơn vị
tế bào nano tạo nên nó hay còn gọi là "nguyên tử nhân tạo". Bằng cách thay đổi hình
dạng của những đơn vị tế bào này, chỉ số khúc xạ của vật liệu có thể đạt giá trị dương,
gần 0 hoặc âm.
Thêm nữa, những vật liệu như vậy cần tương tác với cả từ trường và điện trường của ánh
sáng. Trước đây, nhiều nhà nghiên cứu đã thử chế tạo một siêu vật liệu chứa nguyên tử
nhân tạo bao gồm 1 thành phần tương tác với điện trường và thành phần còn lại tương tác
với từ trường. Mỗi thành phần tương tác với những màu sắc khác nhau của ánh sáng và
rất khó để các thành phần tương tác với nhiều bước sóng cùng lúc.
Kết quả là dãy sóng hay phạm vi bước sóng dành cho hoạt động của mỗi thành phần
thường bị giới hạn. Lớp phủ tàng hình rốt cuộc chỉ có thể hoạt động với ánh sáng vàng và
dĩ nhiên là không hữu dụng chút nào trừ khi bạn muốn giấu đi một … nải chuối cũng
màu vàng.
Vì vậy, Jennifer Dionne cùng các sinh viên tốt nghiệp Hadiseh Alaeian, Ashwin Atre và
nghiên cứu sinh tiền tiến sĩ Aitzol Garcia đã thiết kế một loại siêu vật liệu mới với cấu

9



Vật liệu tàng hình
trúc hợp nhất cho phép nó tương tác hiệu quả với cả điện trường và từ trường của ánh
sáng trên một loạt các màu sắc ánh sáng.
Nhóm của Dionne đã sử dụng một kĩ thuật có tên gọi "phép biến đổi bảo
giác" (conformal transformation) để chuyển đổi một cấu trúc siêu vật liệu 2 chiều với các
đặc tính quang học theo ý muốn thành một dạng 3 chiều ở tỉ lệ nano với đặc tính quang
học được giữ nguyên.

Cấu trúc nano được chuyển đổi có hình dạng giống như một mặt trăng lưỡi liềm, hẹp ở
các đầu và mỏng ở trung tâm và chúng chính là những nguyên tử nhân tạo tạo thành siêu
vật liệu. Các nguyên tử được sắp xếp trên một mạng lưới tuần hoàn và với thiết kế hiện
tại, siêu vật liệu có chỉ số khúc xạ âm trên bước sóng dài 250nm trong nhiều vùng quang
phổ thấy được và quang phổ cận hồng ngoại. Nhóm nghiên cứu cho biết chỉ với một vài
điều chỉnh về cấu trúc, siêu vật liệu có thể khả dụng trên nhiều bước sóng.
Atre nói: "Chúng tôi có thể điều chỉnh hình dạng của lưỡi liềm hoặc thu nhỏ kích thước
nguyên tử, do đó, siêu vật liệu có thể bao phủ các quang phổ thấy được, từ 400 đến
700nm".
Dĩ nhiên từ nghiên cứu của đại học Stanford đến chiếc áo tàng hình của Harry Porter là
một chặng đường rất xa. Tuy nhiên, siêu vật liệu nói trên đã tạo nền tảng những lớp vật
liệu mới mà một ngày nào đó có thể dùng để chế tạo một chiếc áo hay lớp phủ thật sự

10


Vật liệu tàng hình
tàng hình, ít nhất là với mắt người. Nghiên cứu của đại học Stanford đã được công bố
trên tạp chí Advanced Optical Materials.


11


Vật liệu tàng hình
Sử dụng một vật liệu không dính chế từ nhựa Teflon, các nhà nghiên cứu đã phát triển
một cách che giấu các vật thể thông qua loại bỏ sự bóp méo của ánh sáng, có thể tiết lộ vị
trí của chúng. Theo các chuyên gia, "thảm" có thể bao phủ bề mặt phía dưới và giấu kín
sự hiện diện của bất kỳ món đồ nào mà nó trùm lên trên.

Theo thiết kế, thảm tàng hình được chế tạo từ nhựa không dính Teflon có gắn các hạt
gốm hình trụ với chiều cao khác nhau. (Ảnh: Daily Mail)
Nhóm nghiên cứu tuyên bố đã vượt qua một thiếu sót then chốt trong các nỗ lực trước
đây nhằm tạo ra áo tàng hình, bằng cách ngăn chặn việc giảm độ sáng mà nó phản xạ điều thường có thể để lộ những gì nằm dưới nó. Đột phá này có thể dẫn tới các dạng ngụy
trang mới dành cho các tòa nhà hoặc thậm chí thảm trải sàn để che giấu những chi tiết
không đẹp mắt, nhưng thiết yếu với cả kết cấu công trình.
Giáo sư Boubacar Kanté, người đứng đầu nghiên cứu đến từ Đại học California (Mỹ),
giải thích: "Sự tàng hình ban đầu có vẻ giống như ma thuật, nhưng các khái niệm tiềm ẩn
của nó gần gũi với mọi người. Tất cả những gì nó đòi hỏi là một sự thao túng nhận thức
của chúng ta một cách thông minh. Việc tàng hình hoàn toàn dường như vẫn còn vượt
quá tầm với hiện nay, nhưng nó có thể trở thành hiện thực trong tương lai gần nhờ các
tiến bộ gần đây về thiết bị che phủ".
Trong nghiên cứu mới, ông Kanté và các cộng sự đã thiết kế thảm tàng hìnhnhằm ngụy
trang mọi vật thể đặt phía trên một bề mặt phẳng. Toàn bộ hệ thống khiến vật thể và bề
mặt trông phẳng bằng cách bắt chước sự phản xạ ánh sáng từ bề mặt phía dưới.
Tuy nhiên, ở giai đoạn hiện tại, nhóm nghiên cứu mới đưa ra được ý tưởng và họ vẫn cần
phải chế tạo một nguyên mẫu thảm có thể "hô biến" vật thể phía dưới. Dẫu vậy, trong báo

12



Vật liệu tàng hình
cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Progress In Electromagnetics Research, họ cho biết
đã sử dụng thiết kế được máy tính hỗ trợ để mô phỏng cách thảm tàng hình sẽ hoạt động.
Theo thiết kế, thảm tàng hình được tạo thành từ một ma trận chất liệu nhựa không dính
Teflon mỏng, trong đó các hạt gốm hình trụ nhỏ được gắn thêm vào, đóng vai trò như
chất điện môi. Mỗi hạt chất điện môi có chiều cao khác nhau, phụ thuộc vào vị trí của nó
trên thảm, giúp nhóm nghiên cứu kiểm soát được sự phản xạ ánh sáng ở mỗi điểm trên
thảm.
Nhóm nghiên cứu tuyên bố, thảm tàng hình của họ có thể mỏng hơn đáng kể so với
những thiết bị tàng hình từng được phát triển trước đây. Ngoài ra, thảm cũng không gây
mất mát, đồng nghĩa với việc ánh sáng phản xạ không bị giảm cường độ. Đặc điểm này
có được nhờ thảm tàng hình sử dụng các hạt phi kim loại, không hấp thụ ánh sáng như
chất liệu chế tạo các dạng áo choàng tàng hình khác.
Nếu được chế tạo thành công, thảm tàng hình được kỳ vọng có thể được sử dụng để cho
ra đời vật liệu ngụy trang hữu hiệu hơn dành cho các tòa nhà và xe cộ.

13


Vật liệu tàng hình
II/Các loại vật liệu tàng hình:
(-H2N2)-Công nghệ tàng hình là tổng hợp của rất nhiều công nghệ tiên tiến khác nhau
thuộc các lĩnh vực vật lý kỹ thuật, vật liệu mới, điện tử, công nghệ thông tin, động lực, tự
động hoá, năng lượng... Hiện nay, kỹ thuật tàng hình được coi là một kỹ thuật tổng hợp
tiên tiến nhất đối chọi lại các thủ đoạn trinh sát, thăm dò của radar, điện tử, hồng ngoại,
sóng âm thanh....và thường được gọi là kỹ thuật tàng hình radar, kỹ thuật tàng hình điện
tử, kỹ thuật tàng hình các nguồn sáng có thể phát hiện được và kỹ thuật tàng hình sóng
âm thanh... Tuy nhiên, thực chất kỹ thuật tàng hình là sự phát triển của kỹ thuật ngụy
trang truyền thống theo hướng công nghệ cao. Trong kỹ thuật tàng hình, vật liệu tàng
hình được coi là yếu tố then chốt. Hiện nay trên thế giới đã và đang phát triển một số vật

liệu tàng hình sau:
1. Vật liệu polyme:
Loại vật liệu này mới được phát triển trong những năm gần đây nhờ có kết cấu đa dạng,
đặc tính cơ lý-hóa họcđộc đáo. Phức hợp vật liệu polyme dẫn điện với vật liệu vô cơ tổn
hao từ, hoặc các hạt cực nhỏ có thể phát triển thành một loại vật liệu kiểu mới, nhẹ, hấp
thụ sóng viba dải tần rộng. Sản phẩm kết hợp polyme dẫn là Contex, một loại sợi do hãng
Milliken & Co, sản xuất từ năm 1990. Sợi được phủ lớp vật liệu polyme dẫn được gọi là
Polypyrrole và có thể dệt thành thảm chống tĩnh điện, đã được Mỹ sử dụng cùng với
những tấm Card trên máy bay để triệt tiêu năng lượng đến của radar.
2. Chất hấp thụ sợi thép đa tinh thể:
Công ty Gamma của châu Âu đã phát triển một loại sơn hấp thụ sóng ra-đa kiểu mới, sử
dụng sợi xenlulô thép đa tinh thể làm vật liệu hấp thụ. Đây là một loại vật liệu hấp thụ rađa từ tính, hiệu quả cao trong băng tần rất rộng trong khi trọng lượng giảm tới 40-60%;
khắc phục được khuyết điểm quá nặng của đa số vật liệu hấp thụ từ tính.
3. Vật liệu đối xứng vật-ảnh (Chiral):

Chiral là một loại hiện tượng mà vật thể và ảnh đối xứng qua
gương của nó không tồn tại tính đối xứng về hình học; không thể sử dụng bất cứ phương
pháp nào để làm cho vật thể và ảnh đối xứng qua gương của nó tồn tại tính đối xứng về
14


Vật liệu tàng hình
hình học, cũng không thể sử dụng bất cứ phương pháp nào để làm cho vật thể và ảnh đối
xứng qua gương trùng hợp được với nhau. Bắt đầu từ những năm 1950, các công trình
nghiên cứu cho thấyvật liệu Chiral có thể làm giảm phản xạ của sóng điện từ chiếu vào,
đồng thời có thể hấp thụ sóng điện từ. Đến những năm 1980, nghiên cứu đặc tính hấp thụ
và phản xạ sóng viba của vật liệu Chiral được thực sự coi trọng. Hiện nay, vật liệu Chiral
hấp thụ sóng radar là hỗn hợp vật chất có kết cấu dựa trên vật liệu cơ bản để tạo thành vật
liệu phức hợp.
4. Vật liệu tàng hình thông minh:

Vật liệu tàng hình thông minh là một trong những ứng dụng của kỹ thuật cao, mới được
phát triển từ những năm 1980. Đây là một loại vật liệu và kết cấu có chức năng nhận biết,
xử lý thông tin, tự ra quyết định và hòa trộn tín hiệu, tạo ra khả năng tàng hình thông
minh. Hiện nay, kỹ thuật tàng hình đang phát triển theo hướng vận dụng tổng hợp, cân
bằng tính năng tàng hình và các tính năng khác; mở rộng phạm vi tần số và phạm vi ứng
dụng, hạ thấp giá thành.
5. Sơn tàng hình:

Sơn tàng hình là loại sơn phức tạp có thể hấp thụ các loại
sóng cao tần, vi ba, sóng milimét. Thành phần của nó có “nội bào” chứa lớp bọc kim loại
hoặc những hạt hình cầu nhỏ đường kính cỡ 5µm- 75µm. Sau khi tạo lớp sơn bảo vệ, lớp
sơn cuối cùng sẽ làm cho vũ khí trang bị dày thêm vài micrômét. Các hạt hình cầu nhỏ li
ti rất thích hợp để phủ lên bất kỳ kết cấu nào. Các nhà khoa học đã tạo ra được nhiều loại
sơn thẩm thấu hình cầu liti để phối hợp với nhau nhằm tạo nên các công cụ khác nhau,
bao gồm cả chống nhiễu điện tử, hấp thụ sóng ra-đa, sóng hồng ngoại và ngụy trang hồng
ngoại. Sử dụng chất sơn hạt hình cầu liti còn có ưu điểm giá thành hạ, và thời gian sử
dụng kéo dài.
Ngay trên một loại vũ khí trang bị, cũng có thể sử dụng các loại sơn khác nhau ở các bộ
phận khác nhau.Trên xe tăng hoặc các loại xe bọc thép có thể sơn lên nóc xe, phía trước
và hai bên thành xe một loại sơn phức hợp có thể làm cho radar bám theo và các hệ thống
tìm mục tiêu trên các phương tiện tiến công của đối phương bị sai lạc; còn các bộ phận
khá nóng của xe, như khoang động cơ và hệ thống thải khí, lại thích hợp hơn với sơn hấp
15


Vật liệu tàng hình
thụ hồng ngoại hoặc sơn ngụy trang phức hợp. So với các loại sợi dệt tàng hình, sử dụng
sơn hạt cầu liti không chỉ là một phương pháp giải quyết tàng hình bền hơn, mà giá thành
thấp hơn (mỗi xe tăng chỉ cần từ 5.000 đến 8.000 USD). Các máy bay tàng hình của Mỹ
như F-117 Nighthawk và B-2 Spirit được sơn bằng loại sơn tàng hình.


16


Vật liệu tàng hình
6. Vật liệu nano:

Sự ra đời của của tàng hình Nanômét đã mở ra hướng phát
triển vũ khí tàng hình thông minh trong tương lai. Các nước như Mỹ, Pháp, Đức, Nhật,
Nga... coi kỹ thuật Nanômét là kỹ thuật tàng hình thế hệ mới. Vật liệu Nanômét là
loại vật liệu do các hạt siêu nhỏ (1- 15 Nanômét) của kim loại, hợp kim, vật liệu vô cơ
hoặc của vật liệu polyme qua ép nén, liên kết hoặc phun tạo thành. Vi hạt Nanômét có
kích thước nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của tia hồng ngoại và sóng radar nên tính
truyền sóng qua và tỷ lệ hấp thụ sóng điện từ lớn hơn nhiều so với các loại vật liệu thông
thường, đặc biệt nó có đặc tính tổn hao từ lớn, nên có thể làm vật liệu tàng hình. Vi hạt
Nanômét có tính hấp thụ sóng tốt trong phạm vi phổ tần khá rộng, được coi gần như vật
"siêu đen" tuyệt đối, nhất là thể rắn Nanômét của các loại chất ô xy có tính hấp thụ tốt đối
với sóng hồng ngoại, làm vật liệu tàng hình tổng hợp với kênh phổ rộng dùng cho cả
sóng hồng ngoại và radar, làm cho kỹ thuật tàng hình phát triển mạnh theo phương hướng
từ kênh sóng đơn nhất sang kênh phổ tần rộng. Một đặc tính của vật liệu nanô mà các vật
liệu khác không thể so sánh được, là đặc điểm có tính hấp thụ sóng rất mạnh, hoạt tính
cao và dễ phân tán, nên rất dễ tạo thành lớp phủ tàng hình nhẹ, siêu mỏng. Như vậy, lớp
phủ tàng hình dày hàng chục micrômét như hiện nay sẽ được thay thế bởi lớp phủ dày chỉ
mấy chục Nanômét. Điều này làm cho trọng lượng giảm đi rất nhiều, và nâng cao tính
năng tàng hình của vũ khí, trang bị. Các nhà khoa học quân sự đã nghiên cứu chế tạo
được ''bột siêu đen'' chất sơn tẩm Nanômét có thể hấp thụ 99% sóng radar, có khả năng
nhận biết, tự xử lý các mệnh lệnh chỉ huy và tin tức.
7. Kỹ thuật tàng hình Plasma:

Công nghệ tàng hình Plasma (còn gọi là tàng hình đẳng ion)

có tính kinh tế, rẻ tiền hơn tất cả các công nghệ tàng hình đã có, nhưng lại có hiệu quả
tàng hình rất cao. Bản chất của công nghệ tàng hình Plasma là cân đối giữa hiệu quả khí
17


Vật liệu tàng hình
động học và tính tàng hình của vật thể. Đó là công nghệ tàng hình khác hoàn toàn với các
công nghệ tàng hình truyền thống. Thực chất plasma có nghĩa là nguyên tử của nó chứa
nhiều động năng tới mức các điện tử hóa trị được giải phóng do những va đập giữa các
nguyên tử. Một tín hiệu vô tuyến gặp phải luồng Plasma sẽ dễ dàng bị phân tán. Sóng
điện từ gặp phải Plasma cũng sẽ bị năng lượng hóa cao và đổi hướng làm cho máy thu
không thu được tín hiệu phản hồi, vì thế radar không phát hiện được sự hiện diện của vũ
khí trang bị. Cũng có khả năng là plasma sẽ đánh lừa và tiêu tán năng lượng sóng vô
tuyến bằng cách hút tín hiệu xung quanh nó cho tới khi tín hiệu bị triệt tiêu, do đó không
phản hồi lại radar.
Các máy phát Plasma thế hệ đầu tiên và thế hệ thứ hai đã được thử trên mặt đất và thử
bay. Hiện nay đang nghiên cứu một hệ thống thuộc thế hệ thứ ba dựa trên những nguyên
tắc vật lý mới, và có thể tham khảo sử dụng năng lượng tĩnh điện bao quanh thân máy
bay để giảm tiết diện phản xạ radar. Hệ thống tàng hình Plasma trên những tương tác của
Plasma và sóng điện từ, nhưng theo một hướng rất khác lạ. Thiết bị Plasma tàng hình sẽ
tạo ra một trường Plasma xung quanh máy bay. Một ưu điểm của công nghệ tàng hình
Plasma đem lại đó là có thể ứng dụng cho các loại vũ khí, khí tài hiện nay mà không cần
phải thay đổi cấu trúc hình dạng, chỉ cần lắp trên vũ khí, khí tài đó một máy phát plasma
để tạo ra một trường plasma bao quanh.

18


Vật liệu tàng hình
8. Vật liệu hấp thụ radar

Như đã đề cập ở trên, khi sóng điện từ chạm vào một vật thì sự phản xạ, truyền xạ và hấp
thụ xảy ra (Hình 2). Muốn làm giảm phản xạ, ta cần gia tăng sự truyền xạ hay hấp thụ.
Người vô hình trong quyển tiểu thuyết "Invisible Man" là một nhân vật có chiết suất
giống như không khí. Tác giả quyển sách có một ý tưởng ngộ nghĩnh nhưng mang một
chút màu sắc khoa học. Khi ánh sáng đi qua hai môi trường có chiết suất giống nhau thì
sẽ không có sự phản xạ mà chỉ có sự truyền xạ 100% và nhân vật này trở nên trong suốt
đối với ánh sáng; anh ta tàng hình. Sóng radar phần lớn truyền xạ qua thủy tinh, gốm sứ
và plastics. Máy bay làm bằng thủy tinh, gốm sứ hay plastic sẽ tàng hình nhờ sự truyền
xạ, nhưng chế tạo máy bay bằng các vật liệu này đây là việc không tưởng. Sóng radar
cũng truyền xạ qua composite chứa sợi thủy tinh. Sợi thủy tinh bền chắc có thể làm vật
liệu cho thân máy bay tàng hình. Nhưng máy móc, vật dụng và con người trong máy bay
lại là những vật phản xạ. Giảm phản xạ bằng cách dùng vật liệu truyền xạ là một việc
hoàn toàn không thực tế. Chọn lựa còn lại là hấp thụ năng lượng sóng radar để làm giảm
thiểu hay triệt tiêu phản xạ. Sự hấp thụ này biến năng lượng sóng thành nhiệt.
Sóng radar thường nằm trong vùng vi ba (microwave) có tần số từ 1 – 18 GHz của phổ
điện từ (Hình 4). Ở tần số này bước sóng có chiều dài từ milimét đến vài centimét. Để
hiểu rõ sự phản xạ, truyền xạ và hấp thụ của sóng điện từ, ta không cần tưởng tượng
mông lung xa vời mà hãy nhìn cái lò vi ba khiêm tốn trong nhà bếp. Lò phát sóng ở tần
số 2,45 GHz (bước sóng: 12,2 cm) là tần sóng "anh em" của radar. Ở tần số này nước
trong thức ăn như thịt cá, rau cải sẽ hấp thụ năng lượng vi ba và biến thành nhiệt. Kim
loại là vật liệu phản hồi vi ba rất tốt. Vách lò kim loại phản xạ toàn bộ vi ba vào thức ăn.
Cánh cửa lò được làm bằng thủy tinh để quan sát bên trong lò. Như đã đề cập ở trên, vi
ba truyền xạ qua thủy tinh và lọt ra ngoài. Để có sự an toàn, người ta dùng vách kim loại
với những lỗ nhỏ có đường kính vài milimét nhỏ hơn bước sóng vi ba (12,2 cm). Nó vừa
là bức tường ngăn chặn sự rò rỉ vi ba ra ngoài vừa là cửa sổ quan sát. Thí dụ này cho thấy
sự phản xạ từ bề mặt kim loại và sự hấp thụ năng lượng vi ba của một vật khi có điện tính
hay từ tính thích hợp. Nước trong thức ăn có điện tính thích hợp cho việc hấp thụ vi ba ở
tần số 2,45 GHz.
Trong Thế Chiến thứ 2, không quân Anh đã làm quân đội Đức quốc xã nhiều phen điêu
đứng vì những chiến đấu cơ loại nhỏ có tên là Mosquito (Con muỗi). Những "Con muỗi"

này bay nhanh, oanh tạc chính xác và làm đối phương điên đầu vì radar phòng không của
Đức không nhìn thấy Mosquito! Những trận ra quân và chiến thắng của Mosquito trở
thành huyền thoại của Thế chiến thứ 2 và là niềm tự hào của không quân Hoàng gia Anh.
Các chiến tích và tự hào này chỉ dựa trên một sự kiện rất đỗi khiêm tốn và đơn giản là
thân những chiến đấu cơ "Con muỗi" này được chế tạo bằng... ván ép (plywood). So với
kim loại, gỗ là một vật liệu phản xạ sóng radar rất tồi và chính cái "tồi tệ" này mà radar
của quân Đức không phát hiện kịp thời các lượt tấn công của "muỗi".

19


Vật liệu tàng hình
Sự thành công ngoài dự tưởng của chiến đấu cơ Mosquito là một ngẫu nhiên hơn là cố ý.
Ngẫu nhiên chiến trường đã trở thành điều may mắn cho nhân loại. Trên luận điểm khoa
học cái ngẫu nhiên này một cách gián tiếp cho thấy một điều hiển nhiên nhưng ít người
chú ý là phản xạ của sóng radar rất khác nhau giữa nhôm và gỗ. Người Anh không có ý
định chế tạo "Mosquito" như một loại máy bay tàng hình. Trong lúc nhôm đã là một vật
liệu tuyệt vời chế tạo máy bay, thì việc sử dụng ván ép thật là một ý tưởng lạ lùng, kéo
lùi lại kỹ thuật thiết kế thân máy bay trở lại thuở ban sơ của công nghệ hàng không,
nhưng vì sự khan hiếm nhôm trong thời chiến họ phải dùng gỗ để thay thế. Gần 8.000
chiếc Mosquito đã được chế tạo và sử dụng trong Thế chiến thứ 2.
Sự khác nhau giữa gỗ và nhôm đã chứng minh rằng sự tương tác giữa sóng điện từ và vật
liệu qua các hiện tượng như phản xạ, truyền xạ, hấp thụ, nhiễu xạ và khúc xạ đều tùy
thuộc vào điện tính và từ tính của vật liệu đó. Điều này rất thật vì bản chất sóng điện từ,
như cái tên đã diễn đạt và qua sự phát hiện của nhà vật lý học James Maxwell, là do sự
hôn phối rất là hạnh phúc giữa điện trường và từ trường. Cho nên, tác dụng của sóng điện
từ lên một vật liệu gây ra sự dao động lưỡng cực điện (electric dipole) hay lưỡng cực từ
(magnetic dipole) của phân tử vật chất. Sự dao động của các lưỡng cực trở nên cực đại
khi có sự cộng hưởng xảy ra ở một tần số nào đó tùy vào đặc tính của vật chất. Sự cộng
hưởng đưa đến sự hấp thụ năng lượng sóng tối đa ở tần số đó và tan biến thành nhiệt như

ta thấy nước trong thức ăn trong lò vi ba ở tần số 2,45 GHz. Mặc dù sự hấp thụ sóng, như
ta thấy, là một hiện tượng xảy ra ở thang phân tử, nhưng người ta có thể thiết lập một
công thức đơn giản để đo độ phản xạ và hấp thụ của sóng điện từ trên bề mặt các loại vật
liệu ở các bước sóng (tần số) khác nhau dựa vào phương trình sóng điện từ nổi tiếng của
Maxwell.
Ở đây người viết xin được mở ngoặc nói sơ lược về phương trình sóng điện từ của thiên
tài James Maxwell người Scotland vào thế kỷ 19. Khi nói đến sóng điện từ người ta bắt
buộc phải nói đến phương trình Maxwell. Bằng bốn công thức đơn giản nhưng súc tích,
phương trình sóng Maxwell đã kết hợp điện trường và từ trường, hai thực thể khác biệt,
để mô tả bản chất của sóng điện từ. Cái vĩ đại của phương trình này đã khiến cố giáo sư
Richard Feynman (Nobel Vật lý 1965) phải thốt lên rằng "Một vạn năm sau hậu thế vẫn
xem phương trình Maxwell là một phát hiện vĩ đại nhất của thế kỷ 19. So với nó, những
sự kiện lịch sử khác cùng thời sẽ đi vào quên lãng như một việc tầm thường ở tỉnh lẻ".
Phương trình Maxwell cho thấy những loại sóng khác nhau từ sóng radio có bước sóng
cực dài hàng chục kilomét đến tia X, tia gamma năng lượng cao với bước sóng cực ngắn
picomét (10-12 m) đều là bà con họ hàng được gọi chung là sóng điện từ. Phương trình
Maxwell còn tính được vận tốc truyền sóng cũng là vận tốc truyền ánh sáng (khoảng
300.000 km/s). Từ sự tương đồng cơ bản này Maxwell đã kết luận ánh sáng thấy được
bao gồm ánh sáng đỏ, vàng, xanh, tím, chẳng qua cũng là một vùng sóng trong phổ điện
từ.
Sự vĩ đại của phương trình Maxwell là nó đã khai minh một loạt sự kiện khoa học mang
tính đột phá có tầm vóc thời đại như: (1) thống nhất điện trường và từ trường, (2) thống
20


Vật liệu tàng hình
nhất các loại sóng, (3) ánh sáng cũng là sóng điện từ và (4) đặt một nền tảng định lượng
để lý giải sự tương tác giữa sóng điện từ và vật chất. Trong cuộc sống hiện đại, con người
được "tắm" trong sóng điện từ. Không gian sinh hoạt của chúng ta tràn ngập sóng radio
cho việc truyền thanh, truyền hình, sóng radar, sóng vi ba, sóng điện thoại và đương

nhiên ánh sáng, tia hồng ngoại và tử ngoại từ mặt trời. Nếu không có phương trình sóng
Maxwell có lẽ sẽ không có nền thiên văn học hiện đại và cũng sẽ không có những công
cụ viễn thông từ những đài thu phát sóng khổng lồ, những tháp ăng-ten cao ngất ngưởng
đến chiếc điện thoại di động nhỏ bé. Nó đã tạo một cuộc cách mạng trong các phương
thức liên thông giữa con người và đồng loại mà còn nối kết con người với vũ trụ bao la.
Trở lại cái sườn gỗ của Mosquito. Gỗ đã được dùng thành công cho chiến đấu cơ
Mosquito, vì gỗ tán xạ và hấp thụ sóng radar làm giảm độ phản xạ do độ dẫn điện của gỗ
thấp, nhưng không ai muốn quay về thời mông muội của ngành hàng không. Sự ngẫu
nhiên đầy may mắn này chỉ ra một nguyên lý thô sơ là ta phải dùng vật liệu có độ dẫn
điện trung bình để gia tăng sự hấp thụ năng lượng sóng làm giảm sóng phản xạ. Việc
nghiên cứu vật liệu hấp thụ sóng radar (radar absorbing materials, RAM) ra đời. Xuất
phát từ phương trình Maxwell, việc định lượng độ phản xạ của sóng điện từ được diễn tả
bằng một công thức đơn giản cho chúng ta những con số tùy theo điện tính, từ tính của
vật liệu và tần số sóng. Điện tính được biểu hiện qua độ dẫn điện hay độ điện thẩm
(permitivity) và từ tính được biểu hiện bằng độ từ thẩm (permeability) [2] (Phụ lục a). Uy
lực của phương trình Maxwell tỏa sáng khi công thức của độ phản xạ ở vùng sóng radar
(tần số 1 - 18 GHz) cho thấy sóng radar phản xạ gần như 100 % từ các bề mặt kim loại.
Sau Thế Chiến thứ 2 các chuyên gia tàng hình học vẫn không ngừng nghiên cứu vật liệu
hấp thụ sóng radar. Hòa bình trở lại nhưng thế giới lại chìm đắm trong chiến tranh lạnh
và nhu cầu "nhìn trộm" lẫn nhau thúc đẩy việc chế tạo những chiến máy bay trinh sát
được phủ lớp sơn hấp thụ radar và có thể bay thật cao để tránh radar của đối phương. Từ
công thức định lượng độ phản xạ, các nhà khoa học tính được độ dẫn điện (qua độ điện
thẩm) và từ tính (độ từ thẩm) của vật liệu thích hợp cho việc hấp thụ trong vùng vi ba
(tần số 1 đến 18 GHz). Họ xác nhận các loại bột carbon có độ dẫn điện thấp hay bột sắt
(carbonyl iron), oxit sắt hay oxit hợp chất sắt (thí dụ: ferrite) có từ tính thích hợp. Họ chế
ra một loại sơn chứa hạt carbon hay chứa bột sắt hay một phức hợp chứa cả hai. Lớp sơn
sẽ được phủ lên thân máy bay với độ dày thường là 5 - 10 mm. Những vật liệu này hấp
thụ 50 - 90 % năng lượng sóng radar trong vùng vi ba có tần số 1 - 18 GHz.
Lớp sơn dày chứa bột sắt, oxit sắt dễ bị rỉ sét và làm gia tăng trọng lượng của vật thể
được phủ khá đáng kể. Yếu tố này gây ra nhiều điểm bất lợi trong khi tính bền của sơn và

việc giảm trọng lượng thân máy bay, tàu thủy lúc nào cũng là nguyên lý hàng đầu của các
thiết kế công nghệ. Ngoài ra, lớp sơn chỉ hấp thụ radar ở một tần số, nếu không may tần
số radar của đối phương nằm ngoài tần số hấp thụ thì lớp sơn vô hiệu. Kết quả là ta mắc
lưới radar, ở trong tầm nhìn của phe địch và vận mệnh của ta sẽ nằm trong bàn tay lông lá
của đối phương đáng sợ!
21


Vật liệu tàng hình
Sự ra đời của sợi carbon (carbon fibres) vào thập niên 60 của thế kỷ trước tạo ra các
composite có chất nền polymer và sợi carbon vừa nhẹ vừa bền cho các ứng dụng cấu trúc.
Giống như hạt carbon, sợi carbon cũng có độ dẫn điện thích hợp cho việc hấp thụ vi ba
nên composite sợi carbon vừa là vật liệu cấu trúc vừa là vật liệu tàng hình. Không có gì
ngạc nhiên khi composite sợi carbon là một ứng viên sáng giá trong tất cả vật liệu cho
chế tạo máy bay, tàu chiến tàng hình hiện đại.
Trong các ứng dụng thực tiễn, vật liệu lý tưởng cho việc hấp thụ radar cần một lúc ba
điều kiện là bền, nhẹ và hấp thụ thật nhiều trên một băng tần thật rộng (tương phản với
một tần số). Như vậy, các nhà khoa học giải quyết vấn đề này như thế nào? Chúng ta hãy
đi vào các phần kế tiếp.
9. Polymer dẫn điện
Kể từ lúc tình cờ được khám phá vào năm 1975, hơn 30 năm qua polymer dẫn điện là
một đề tài nghiên cứu sôi động trên mặt cơ sở lẫn ứng dụng. Những công trình nghiên
cứu của vật liệu này đã được thu tóm trong một quyển sách tiếng Việt được xuất bản năm
2008 [3]. Polymer dẫn cũng đã từng được nghiên cứu như một vật liệu tàng hình đa năng
và "thông minh" [4]. Tương tự như sợi carbon và bột carbon, polymer dẫn điện là một vật
liệu hữu cơ có khả năng dẫn điện. Nhưng khác với kim loại và carbon, độ dẫn điện của
polymer dẫn có thể được điều chỉnh bằng phương pháp điện hóa (electrochemical). Khi
áp dụng vào việc hấp thụ năng lượng sóng radar, khả năng điều chỉnh độ dẫn điện đưa
đến việc hấp thụ sóng ở những tần số khác nhau, hay có thể biến vật liệu giả đò "ngu si"
phản xạ sóng radar, nhưng khi cần thiết trở lại chức năng "thông minh" cố hữu, hấp thụ

sóng radar. Các chiến lược chiến thuật trong chiến tranh là tập hợp của sự "giả dối" và
"đánh lừa", và polymer dẫn rất linh hoạt về phương diện này.
Đặc điểm của polymer dẫn là khả năng hấp thụ năng lượng vi ba rất hữu hiệu. Một thí
nghiệm nhỏ dùng lò vi ba gia dụng cho thấy khi ta cho vi ba tác dụng lên polymer dẫn, nó
sẽ hấp thụ năng lượng sóng và phát nhiệt [5]. Ngoài ra, ta chỉ cần 2% polypyrrole (một
loại polymer dẫn điện thông dụng) trộn vào lớp cao su hay lớp sơn dày 2,5 mm là hỗn
hợp này có thể hấp thụ ít nhất 90% năng lượng vi ba của băng tần 12 - 18 GHz [6-7]. Một
loạt polymer dẫn điện với các cấu trúc hóa học khác nhau như polyaniline, polythiophene
và poly(phenylene vinylene) cho hiệu ứng tương tự ở những tần số radar thích hợp. Một
đặc điểm khác là polymer dẫn điện có thể ở hai dạng: (1) dạng trung tính cách điện và (2)
dạng dẫn điện kết nạp với dopant A. Polymer dẫn được đặt trong bình điện giải và bằng
sự thay đổi điện áp của bình, hai dạng sẽ được chuyển hoán như sau,
....MMMMMMMMMMMMMM..... (dạng 1) + A
↑↓
....MMMM+A-MMMMM+A-MMM+A-MMMM..... (dạng 2)
22


Vật liệu tàng hình

Hình 7: Khi có điện áp (trong hình: "on") polymer dẫn điện phản xạ sóng radar; khi
không có điện áp (trong hình: "off") nó hấp thụ radar. Ở tần số khoảng 1,03 GHz, vật
liệu này hấp thụ gần 99,9% (-50 dB) năng lượng sóng tới. Trong khoảng 1 đến 1,1 GHz,
năng lượng bị hấp thụ là 90 % (-20 dB) [8].
Dạng 1 là dạng trung tính cách điện và dạng 2 là dạng dẫn điện. Dạng 1 không hấp thụ và
dạng 2 hấp thụ sóng radar [Hình 7]. Như vậy, polymer dẫn điện trở nên một vật liệu
thông minh "hư hư thực thực" đánh lừa đối phương, khi cần thiết sẽ là một vật liệu tàng
hình, khi không cần thiết lại là một vật liệu "ngu si" phản hồi sóng radar [8-10]. Tuy
nhiên, bình điện giải để thực hiện điều này dù cho ở kích cỡ nào hay hình dạng nào cũng
không phải là một linh kiện thích hợp cho các thiết kế máy bay hay tàu tàng hình.

Vào năm 2001 một nhóm nghiên cứu tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (Chinese
Academy of Sciences) đã tổng hợp polyaniline - một polymer dẫn điện thông dụng - có
dạng hình ống ở kích cỡ micromét [11]. Bình thường, polymer dẫn điện như tên gọi đã
định nghĩa chỉ có tác dụng điện. Nhưng khi polyaniline ở dạng hình ống thì có tác dụng
từ tính trong băng tần quan trọng của sóng radar (1 - 18 GHz). Phải nói đây là một phát
hiện thú vị bởi vì rất hiếm có một vật liệu nhẹ như polymer mang khả năng hấp thụ sóng
radar bằng cả hai cơ chế từ và điện. Những vật liệu từ tính hấp thụ radar như bột sắt hay
oxit sắt có tỷ trọng rất nặng và dễ bị ăn mòn (rỉ sét). Đây không phải là vật liệu lý tưởng
cho máy bay, nơi mà đặc tính nhẹ cân là một điều kiện thiết kế quan trọng hàng đầu, hay
tàu chiến phải thường xuyên tiếp cận với nước biển. Hơn nữa, việc trộn thành phần điện
như carbon vào thành phần từ như oxit sắt không cho hiệu ứng đồng vận (synergetic
effect) [7]. Polyaniline của nhóm nghiên cứu Trung Quốc thỏa mãn điều kiện nhẹ cân và
mang cả hai đặc tính điện và từ. Tuy nhiên, sau bài báo cáo năm 2001 người viết không
tìm thấy những tư liệu tiếp theo nói đến việc triển khai polyaniline dạng ống trong các áp
dụng tàng hình.
23


Vật liệu tàng hình
10. Vật liệu nano
Ống than nano và các hạt nano kim loại và oxit kim loại càng ngày càng đa dạng và
phương cách sản xuất càng được nâng cao tạo ra những sản phẩm đại trà. Vật liệu nano
mang đến nhiều ứng dụng và hiệu ứng tàng hình cuả vật liệu này cũng là một đề tài
nghiên cứu cuả các nhà tàng hình học. Người ta khi phối hợp polymer dẫn điện và ống
than nano tạo thành composite đã thấy composite này hấp thụ vi ba nhiều hơn khi chỉ có
đơn độc một thành phần [12]. Điều này chứng tỏ có hiệu ứng đồng vận xảy ra giữa
polymer dẫn và ống than nano.
Hiện nay chưa có nhiều công bố về sự hấp thụ radar của hạt nano. Khi kích thước một vật
liệu được thu nhỏ thì diện tích bề mặt của toàn thể hạt nano sẽ gia tăng với một số lần
tương đương. Hạt sắt, oxit sắt và hạt carbon dùng trong việc hấp thụ sóng radar có độ lớn

micromét. Hạt nano có kích thước khoảng 1.000 lần nhỏ hơn hạt micromét. Bằng một
phương pháp tính toán đơn giản, ta biết được diện tích bề mặt cuả toàn thể hạt nano sẽ
1.000 lần lớn hơn so với hạt micromét ở cùng một thể tích. Khi có sự gia tăng bề mặt,
những đặc tính của vật liệu sẽ gia tăng rất nhiều lần. Đặc tính hấp thụ năng lượng sóng vi
ba radar gây ra bởi sự gia tăng từ tính và điện tính của vật liệu nano cũng không nằm
ngoài nguyên tắc này. Mặc dù các loại hạt nano kim loại, oxit kim loại, chất bán dẫn, ống
than nano càng lúc càng đa dạng và tinh vi, người viết vẫn chưa tìm thấy các báo cáo
công khai nói về tiềm năng của vật liệu nano trong các ứng dụng tàng hình.
Một điều thú vị khác mà vật liệu nano có thể cống hiến cho hiệu ứng tàng hình là khả
năng hấp thụ năng lượng trong vùng hồng ngoại (infrared). Trong phổ điện từ, vùng hồng
ngoại nằm cạnh vùng vi ba (Hình 4). Nhiệt phát ra từ động cơ, hay do sự ma sát của
không khí ở phần đầu, phần đuôi và rìa cánh máy bay trong các phi vụ. Nhiệt sinh ra bức
xạ hồng ngoại mà các bộ cảm ứng trong tên lửa "lùng và diệt" của đối phương có thể cảm
nhận. Khi đã phát hiện, tên lửa chỉ bám theo nguồn nhiệt và phá tung mục tiêu. Vì vậy
bức xạ hồng ngoại cần phải được phát tán không bị bộ cảm ứng của đối phương phát
hiện. Việc triển khai vươn tay đến vùng sóng "láng giềng" kề cận vi ba là một việc khả
thi của vật liệu nano.
11. Vật liệu hấp thụ radar biết ứng biến
Các đài radar quân sự phát sóng để truy lùng máy bay hay tàu chiến đối phương ở những
tần số bí mật. Đó là một trong những thông tin cực mật quốc gia. Tần số này ở đâu đó
trong vùng 1 – 18 GHz và đây là băng tần rất rộng trong khi vật liệu hấp thụ radar chỉ có
thể mang đến hiệu quả ở một tần số nhỏ hẹp. Nếu ta có một vật liệu hấp thụ radar tuyệt
vời nhưng nằm ngoài tần số của đối phương thì hiện tượng "trớt quớt" xảy ra và hình
bóng của ta sẽ lồ lộ hiện lên màn hình radar của đối phương. Nếu là radar của tên lửa thì
chỉ trong một khoảnh khắc tên lửa háo hức tìm ta mà đâm vào! Việc truy lùng và phản
kích cũng giống như hoạt cảnh trong phim hoạt hình "Tom and Jerry". Chú mèo Tom
dùng mọi cách để tóm cậu tí nhắt Jerry nhưng Jerry không chịu thua, vừa tìm cách trốn
24



Vật liệu tàng hình
lánh vừa quay lại phản kích đánh phủ đầu mèo Tom tạo nên một cảnh bát nháo vô cùng
thú vị. Cậu tí Jerry lúc nào cũng thắng vì cậu khôn khéo biết tiên liệu được ý đồ của mèo
Tom nên tiến thoái nhịp nhàng đánh mèo Tom những trận đòn nên thân.
Việc tiên liệu ý đồ của đối phương nằm trong sách lược "Biết người biết ta". Nhưng việc
tiên liệu tần số radar của phe bên kia để "biết người" dành phần thắng cho ta thì như
chuyện mò kim đáy biển, "non cao đất rộng biết đâu mà tìm"! Có lẽ ta phải cần đến sự
thông minh và can đảm của điệp viên tầm cỡ James Bond 007 cùng với nàng kiều nữ
khêu gợi đi vào đất địch mang về những thông tin cực mật cho phe ta. Nhưng các công
trình nghiên cứu của nhóm Chambers (University of Sheffield, Anh Quốc) sẽ cho James
Bond về vườn nghỉ hưu sớm! Nhóm Chambers cho thấy không cần phải sử dụng tài sức
của một James Bond hào hoa nhưng thích thập thò làm cái việc "đánh cắp" tài liệu mật
khi ta có khả năng thiết kế được một bề mặt được phủ bởi vật liệu hấp thụ radar có đặc
tính ứng biến động (dynamic adaptive radar absorbing materials, DARAM) còn gọi là
mặt phủ "thông minh". Mặt phủ này giúp ta chế ngự được sóng tới radar dù ở bất cứ tần
số nào [8-9, 13].
Theo nhóm Chambers, ta cần hai điều kiện. Điều kiện thứ nhất là nếu điện trở (hay độ
dẫn điện, độ dẫn điện tỷ lệ nghịch với điện trở) của lớp phủ được thay đổi thì tần số hấp
thụ radar có thể được di chuyển qua lại (nên là "động", dynamic) trên một băng tần rộng
lớn. Điều kiện thứ hai là phía sau lớp phủ ta đặt một bộ cảm ứng để phát hiện tần số radar
đối phương. Khi luồng radar chạm vào lớp phủ, bộ cảm ứng sẽ lập tức xác nhận tần số
radar và sẽ báo cho lớp phủ biết để kịp thời "ứng biến" (adaptive) điều chỉnh đến tần số
hấp thụ bằng một vi mạch liên thông (Hình 8) [9]. Không những như thế, khi sóng radar
của đối phương chuyển sang tần số khác hệ thống này còn có khả năng di chuyển sự hấp
thụ sóng đến tần số tương ứng để triệt tiêu nguồn đe dọa mới [8]. Tất cả trình tự của mọi
thao tác phải diễn biến cực nhanh, vài giây đồng hồ, và phải đi trước những bước kế tiếp
của đối phương nhanh chóng làm nhòa những luồng sóng radar đe dọa. Thật là một hệ
thống thông minh. Nhưng đây chỉ là một cấu tưởng điện học cho thấy nguyên lý ứng xử
của một hệ thống vừa hấp thụ năng lượng sóng điện từ vừa tự động di chuyển đến tần số
hấp thụ (absorb while scanning).


25