Powłoka która potrafi zamaskować źródło ciepła na obrazie z urządzeń termowizyjnych to nowe dzieło naukowców z Uniwersytetu Harvarda. Jako warstwa kamuflująca może się okazać przyszłością przemysłu militarnego.
Fot. Wikimedia Commons
Im cieplejsze, tym zimniejsze
Cała sztuczka polega na tym, że powyżej pewnej temperatury im cieplejsze jest pokryte powłoką ciało, tym zimniejsze wydaje się na obrazie termowizyjnym. Jest to zasługa tlenku wanadu, głównego składnika pokrycia. W temperaturze pokojowej jest on izolatorem, ale gdy robi się gorąco, zaczyna zachowywać się jak metal i przewodzić prąd. Zjawisko to nosi angielską nazwę metal-insulator transition (MIT).
Badanie przeprowadzone przez naukowców z harvardzkiej School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) polegało na ułożeniu pokrytego elementu na rozgrzanej płycie i obserwowaniu, jak zmienia się jego obraz w urządzeniu termowizyjnym wraz ze wzrostem temperatury. Zaczęło się niepozornie – do 74°C materiał zachowywał się zupełnie standardowo czyli był coraz bardziej widoczny. Zaraz potem jednak nastąpiła gwałtowna zmiana. Obiekt zaczął blednąć i kilkanaście stopni później był już niemal niewidoczny. Efekt powtarzał się przy kolejnych cyklach grzania i chłodzenia.
Modyfikacje, manipulacje
Zjawisko MIT nie jest nowym odkryciem – badania nad nim prowadzi się od kilkudziesięciu lat. Sęk w tym, że materiały, u których ono zachodziło, były zwykle bardzo kruche i delikatne. Naukowcom udało się pokonać tę barierę i uzyskać czyste i stabilne warstwy tlenku wanadu.
Odkryli też, jak można modyfikować próg temperaturowy, powyżej którego materiał zmienia właściwości. Powłoka maskująca dopiero powyżej 70°C byłaby oczywiście niezbyt użyteczna w praktyce, ale na szczęście udało się znacznie obniżyć tę graniczną temperaturę. Dokonano tego poprzez wprowadzanie kontrolowanych zanieczyszczeń (tzw. doping) – dodatek wolframu. W podobny sposób (zmieniając skład, wprowadzając wtrącenia lub rozciągając materiał) można w szerokim zakresie manipulować właściwościami powłoki.
Ciężarówka-kameleon
To technologia, która może być ciepło przyjęta zwłaszcza w przemyśle militarnym, gdzie stale poszukuje się nowych metod kamuflażu. Naukowcy twierdzą, że na przykład ciężarówka z tego typu powłoką może dostosowywać się do otoczenia jak kameleon i przemieszczać się jak duch, znikając z ekranów urządzeń termowizyjnych.
Więcej na temat innowacyjnej powłoki kamuflującej przeczytać można w artykule w Physical Review.
Źródło: paintsquare.com
