Новый метаматериал делает предметы невидимыми для тепловизоров
Инфракрасные датчики позволяют видеть цель даже в самой кромешной тьме, замечать и распознавать человека, аппараты и ракеты. Их появление привело к развитию и средств маскировки человека и объектов от «тепловых» камер. Для человека спрятаться от тепловизора «проще» всего с помощью космического скафандра, пожарного костюма или хотя бы комплекта ОЗК.
Общий принцип понятен — это теплоизоляция тела. В военных целях могут применяться также специальные костюмы, уменьшающие видимость человека в ИК-спектре, специальное термобелье и даже ватные штаны с телогрейкой — все, что способно задержать выделение тепла в окружающую среду. Можно также соорудить, например, щит, который бы отражал или поглощал тепловое излучение, выделяемое человеческим телом (из дерева, стекла, ПВХ и т.д.), и передвигаться, спрятавшись за ним. Но это уже относительно сложно физически. Есть и другие способы, но все они не менее экзотичны, трудноисполнимы и не дают гарантии.
Новый материал, разработанный в Висконсинском университете в Мадисоне, делает их практически невидимыми в инфракрасном диапазоне. О нем ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Advanced Engineering Materials. Новинка, созданная командой профессора Хунжуя Цзяна (Hongrui Jiang), куда тоньше и легче аналогов. По словам ученых, покрытие толщиной меньше миллиметра поглощает более 95 процентов инфракрасного излучения с длиной волны от 2,5 до 15,5 мкм. Он эффективно работает и в среднем, и в дальнем ИК-диапазонах, в которых активно отдает тепло человеческое тело, что делает материал особенно перспективным для военных.
Примеры использования метаматериала
Для этого ученые использовали «черный кремний» — метаматериал, поверхность которого выглядит как наноразмерный густой «лес» из крошечных вертикальных столбиков. Он действительно известен способностью поглощать излучение в видимом и ИК-диапазонах. Группе профессора Цзяна удалось усовершенствовать метод изготовления метаматериала, получив более длинные и высокие наностолбики и внедрив в них наночастицы серебра. В результате он стал еще эффективнее поглощать фотоны инфракрасного диапазона.
Микрофотография черного кремния
Наконец, авторы интегрировали в метаматериал миниатюрные ИК-излучатели, контролируя работу которых, можно создавать ложный образ объекта, сбивая с толку системы противника.
Также, другой группой исследователей, на основе графена создан активный камуфляж, скрывающий тепловое излучение. Когда к пленке приложено напряжение, она препятствует тепловому излучению, так что замаскированный объект перестает выделяться на окружающем фоне.
Пленка, блокирующая излучение во всем инфракрасном диапазоне, включает несколько слоев графена, полиэтиленовую мембрану с жидкостью, содержащей ионы, и золото. Через несколько секунд после подачи напряжения пленка плотностью всего 30 г/м2 и толщиной менее 50 мкм принимает температуру окружающей среды.
По словам источника, разработку могут оценить военные и разработчики спутников. Но что-то подсказывает, что рано или поздно излучаемое объектом тепло все равно начнет просачиваться наружу, так что подобные способы помогают только на ограниченное время. К тому же, технологии тепловидения тоже не стоят на месте, повышая свою эффективность.
