Ученые разработали «тепловой плащ», делающий объекты невидимыми для инфракрасных камер

21 Июл в 20:39 Прокомментировать Просмотры: 33

A: распределение основных значений коэффициента теплопроводности κ и доли областей, в которых выполняется условие оптимального теплового управления. B: 3 типа решётчатых структур, использованных для создания трёхмерных «тепловых плащей». C: 3D-модели поверхности двух человеческих лиц и демонстрация эффекта тепловой маскировки. D: структура «теплового плаща» и её поперечное сечение. E: образцы пластиковых элементов, изготовленные методом стереолитографической 3D-печати. F: демонстрация маскировки одного человеческого лица: моделирование подтвердило всенаправленную работу «теплового плаща» при воздействии тепла с разных направлений (по осям Z, X и Y).Источник: Li, W., Wang, Y., Sigmund, O. et al. Free-form thermal cloaks in three dimensions. Nat Commun 17, 5739 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-73167-0

Исследователи представили прорывную разработку — трёхмерный «тепловой плащ», способный делать объекты невидимыми для инфракрасных датчиков и одновременно изолировать их от внешнего нагрева. В отличие от предшественников, ограниченных плоскими формами или узким вектором теплового воздействия, эта конструкция мастерски управляет потоками энергии в трёхмерном пространстве.

В то время как классические тепловые экраны лишь препятствуют передаче энергии, данная система работает по принципу огибания: тепловые потоки плавно направляются вокруг защищаемого объекта, благодаря чему температурная картина остаётся невозмущённой, будто внутри ничего нет. В результате при наблюдении через ИК-камеру объект буквально растворяется в фоне, сохраняя при этом стабильный микроклимат во внутренней полости.

Основой изобретения стала инновационная решётчатая структура с варьируемыми теплофизическими свойствами. Каркас, напечатанный на 3D-принтере из алюминия, отвечает за эффективное распределение тепла, а интегрированные в него полимерные компоненты с низкой теплопроводностью выполняют роль барьеров. Такая гибридная архитектура позволяет с ювелирной точностью задавать траекторию движения тепловых потоков в объёме устройства.

В ходе лабораторных экспериментов образец помещали в условия температурного градиента. Система успешно перенаправляла тепловые потоки, поддерживая внутри «плаща» постоянную температуру, несмотря на значительные колебания внешней среды. Моделирование и тесты на объектах сложной геометрической формы, таких как макеты человеческих лиц, подтвердили превосходство предложенного метода над всеми существующими аналогами.

Технология обладает огромным потенциалом для сфер, где критически важен контроль тепловых процессов и скрытность. Перспективные области внедрения включают защиту высокочувствительной микроэлектроники от перегрева, оптимизацию управления климатом в вычислительных дата-центрах, а также создание передовых средств маскировки от инфракрасного сканирования.

В планах разработчиков — масштабирование технологии до создания активных систем, способных не только «скрывать» внешние воздействия, но и эффективно нивелировать собственное теплоизлучение скрываемых объектов, обеспечивая динамический контроль над их тепловым следом.

Источник: iXBT

Comments - Cackle

Похожие статьи