Новая накидка, напечатанная на 3D-принтере, делает абсолютно невидимым для тепловизоров

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне создали первый трехмерный плащ, способный превращать объекты невидимыми для тепловизоров.

В отличие от предыдущих разработок, которые работали только в двух измерениях или под одним углом, новое устройство направляет тепло вокруг объекта, а не просто блокирует его. Таким образом, объекты становятся невидимыми для инфракрасных камер с любого направления.

Как правило, люди, дроны или электронные устройства излучают характерный тепловой след, который позволяет легко обнаружить их в темноте. Инновационный материал полностью устраняет тепловой след для инфракрасных камер, изменяя способ излучения и обнаружения тепла.

Для достижения этой цели разработчики обратились к фундаментальным математическим расчетам теплопередачи. Стандартных и доступных материалов оказалось недостаточно, поэтому потребовалось создать совершенно новую структуру для этой накидки. В результате получилась сложная 3D-печатная решетчатая конструкция, напоминающая соты.

Это гибридное устройство имеет алюминиевую решетку, напечатанную на 3D-принтере для обеспечения высокой теплопроводности. Она заполняется методом литья в форму низкопроводящим, резиноподобным материалом. Трехмерная регулировка размеров решетки позволила точно настроить локальную теплопроводность.

Когда тепло попадает на накидку, оно не проникает внутрь объекта, а скользит по внешней оболочке, подобно воде, которая расходится вокруг гладкого камня в реке. Для инфракрасной камеры, наблюдающей за этой разработкой, изменения температуры не фиксируются, а объект не попадает в поле зрения.

Более старые технологии работали нестабильно при изменении окружающей среды или угла обзора. Однако новая разработка обеспечивает невидимость объекта на сложных поверхностях и в динамических условиях.

В ходе испытаний материал подвергали воздействию множества экстремальных температур, а для отслеживания теплового потока использовали инфракрасную камеру. Для постороннего наблюдателя тепловое поле выглядело совершенно нормально, как будто никакого скрытого объекта и нет. При этом внутри замаскированной области сохранялась безопасная, равномерная температура, защищенная от внешнего экстремального воздействия.

Исследователям даже удалось скрыть объекты с нестандартной геометрией, в том числе реалистичную 3D-модель человеческой головы. Разработка имеет многочисленные перспективы применения. В частности, в электронике она может изменить подход к управлению теплом внутри микросхем, которые становятся всё меньше, идеально отводя опасные очаги перегрева.

Для военных она может служить дополнительным средством защиты, позволяя танкам, дронам и солдатам безопасно перемещаться по вражеской территории. Следующим шагом исследователи определили создание “умной” накидки. Они планируют создать материалы, способные распознавать объекты, генерирующие собственное внутреннее тепло, и динамически рассеивать его при необходимости.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications

Источник: Interesting Engineering