Unikátny plášť dokáže skryť objekty pred infračervenými kamerami z akéhokoľvek smeru

 

Kľúčové zistenia:

• Zariadenie odkláňa teplo okolo objektu, čím ho robí neviditeľným pre infračervené senzory.

• Plášť funguje na rozdiel od starších modelov vo všetkých troch rozmeroch a z akéhokoľvek smeru.

• Konštrukcia spája 3D tlačený hliník a gumu pre presné riadenie tepelnej vodivosti.

Inžinieri z inštitúcií University of Illinois Urbana-Champaign a Technical University of Denmark vyvinuli zariadenie, ktoré robí objekty neviditeľnými pre detekciu tepla. Nový tepelný plášť dokáže skryť predmety rôznych tvarov pred infračervenými kamerami a zároveň ich chráni pred výkyvmi teplôt.

Namiesto izolácie a blokovania tepla toto zariadenie riadene vedie tepelnú energiu priamo okolo chránenej oblasti. Pre termokameru, ktorá sníma rozdiely v infračervenom žiarení, sa zakrytý objekt javí ako bežná súčasť okolitého prostredia. Tepelný prúd fyzicky obíde chránenú zónu a na druhej strane sa spojí, čím nevytvorí žiadnu detegovateľnú stopu.

Predchádzajúce návrhy v tejto oblasti fungovali zväčša iba v dvoch rozmeroch alebo chránili objekt len pri prúdení tepla z jedného špecifického smeru. Súčasný model publikovaný v časopise Nature Communications však pracuje úplne nezávisle od uhla dopadajúcej tepelnej energie.

Výskumníci sa pri jeho konštrukcii opierali o teóriu transformačnej termotiky, ktorá analyzuje kontrolu toku tepla cez navrhnuté materiály. Vytvorili unikátnu mriežkovú štruktúru, ktorú je možné voľne prispôsobovať v troch priestorových smeroch na dosiahnutie stanovených vlastností. Úpravou týchto rozmerov vedia inžinieri presne nastaviť, ako jednotlivé oblasti prepúšťajú teplo dovnútra a von cez konštrukciu.

Zariadenie pozostáva z kompozitného materiálu s využitím dvoch odlišných zložiek pre dosiahnutie požadovaného termodynamického efektu. Vysokovodivú časť tvorí hliníková mriežka vyrobená technológiou 3D tlače kovov, ktorá zabezpečuje prenos tepelnej energie.

Medzery v tejto mriežke vedci vyplnili odlievaním materiálu podobného gume, ktorý sa naopak vyznačuje nízkou tepelnou vodivosťou. Pri laboratórnych testoch umiestnili plášť medzi horúce a chladné prostredie. Systém otestovali aj na zložitejších 3D tvaroch, ako sú napríklad detailné modely pripomínajúce ľudskú tvár alebo jablko.

Výskumný tím pod vedením profesorky Shelly Zhang plánuje v nadväznosti na tento úspech vyvinúť interaktívne a multifunkčné verzie plášťa. Ich ďalším cieľom bude maskovanie takých objektov, ktoré priamo vo vnútri plášťa generujú svoje vlastné prevádzkové teplo.

Tento krok si vyžiada technológiu schopnú teplo aktívne koncentrovať, šíriť alebo usmerňovať podľa presných požiadaviek používateľa. Uplatnenie tohto vynálezu zahŕňa tepelný manažment citlivých elektronických súčiastok a obranu hardvéru proti vojenským infračerveným detekčným systémom.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Technológia poskytuje možnosti chladenia pre elektroniku a umožňuje efektívne maskovanie vojenskej techniky či personálu pred infračervenými senzormi.

Zdroj: news.illinois.edu foto: University of Illinois Urbana-Champaign