Инженеры из Иллинойского университета создали устройство, которое делает предметы невидимыми для тепловизоров. В отличие от предыдущих разработок оно работает сразу во всех направлениях, а не только под определенным углом. Благодаря этому под конструкцией можно скрывать объекты сложной формы.
Устройство не блокирует тепло, а направляет его в обход предмета. Тепловой поток огибает объект и затем восстанавливается с другой стороны. Для тепловизора это выглядит как обычный температурный фон без каких-либо аномалий. При этом температура внутри остается стабильной, а сам объект защищен от внешних перепадов. Конструкция напечатана на 3D-принтере. Она состоит из алюминиевой решетки, которая хорошо проводит тепло, и материала с низкой теплопроводностью, заполняющего промежутки между ячейками. Изменяя размеры элементов решетки, исследователи смогли точно управлять движением тепла внутри устройства.
Для создания такого материала ученым пришлось отказаться от готовых решений и заново обратиться к базовым законам теплопередачи. Проект выполнили специалисты Иллинойского университета совместно с коллегами из Дании. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Во время испытаний устройство помещали между горячей и холодной зонами с большой разницей температур. Снимки тепловизора показывали ровную картину без признаков скрытого объекта. Технологию также протестировали на сложных формах, включая модель человеческой головы. Эффект сохранялся и в этом случае.
Разработка может найти применение в электронике. С ее помощью можно отводить тепло от наиболее нагревающихся участков микросхем и защищать чувствительные компоненты от перегрева. Это особенно важно для компактных устройств, где свободного места почти нет.
Перспективы есть и в оборонной сфере. Подобные материалы в будущем могут снижать заметность техники, беспилотников и экипировки для тепловизоров и приборов ночного видения. Пока речь идет о лабораторной технологии, однако ученые уже работают над следующей версией материала. Она сможет автоматически реагировать на изменения температуры и перераспределять тепло без участия человека.
Теоретической основой разработки стала так называемая трансформационная термотика — раздел науки, который занимается расчетом материалов с заданными и меняющимися по объему тепловыми свойствами. Похожий математический аппарат используется в оптике для создания невидимости в видимом свете, только там манипулируют движением световых лучей, а здесь — потоками тепла. С помощью таких расчетов команда определила, какой должна быть структура решетки в каждой точке устройства, чтобы добиться полного эффекта маскировки.
Идея скрыть объект от тепловизоров занимает ученых далеко не первый год. До этого исследователи предлагали разные подходы: тонкие гибкие накидки из кевлара, пропитанного полиэтиленгликолем, способные подстраиваться под температуру окружающей среды, или системы миниатюрных элементов Пельтье, которые поглощают и заново излучают тепло по кольцу вокруг предмета. Но такие решения либо работали только при определенных условиях, либо требовали постоянного подвода энергии и сложной электроники. Новая же разработка обходится без активных источников питания и остается эффективной при резких перепадах температуры, что делает ее заметно ближе к практическому применению.
Ранее мы писали о том, что создана одежда, которая мешает камерам отслеживать людей.
Источник: hi-tech.mail.ru