Інженери з Іллінойського університету в Урбана-Шампейн створили перший фізично виготовлений тривимірний тепловий «плащ», який приховує складні об’єкти майже з усіх боків від тепловізорів.

На відміну від звичайної теплоізоляції, що зупиняє тепло, цей пристрій перенаправляє тепловий потік так, що тепло обтікає заховану річ і продовжує рухатися далі, ніби на його шляху немає перешкоди. Для тепловізора, який дивиться збоку, температурне поле залишається практично незмінним, і об’єкт не видає себе світлою плямою.

Раніше теплові «плащі» створювали, але вони працювали лише на пласкій поверхні або для одного заздалегідь відомого напрямку тепла. Якщо ж тепло приходило з іншого боку, об’єкт видавав себе спотвореннями температури. За словами дослідниці Шеллі Чжан, «справжній тепловий плащ має працювати незалежно від того, звідки йде тепло. Наш пристрій ховає складний тривимірний об’єкт із безлічі напрямків і водночас утримує стабільну температуру всередині».

Теоретична основа такої технології існувала давно: вона передбачає, яким шляхом має рухатися тепло, щоб температурне поле навколо здавалося непорушеним, подібно до того, як струм обтікає перешкоду. Головною складністю була не математика, а виробництво. Різні ділянки плаща повинні проводити тепло з різною швидкістю і в різних напрямках, а знайти готовий матеріал із такими властивостями неможливо.

Вчені вирішили цю проблему за допомогою ґратчастої структури, геометрію якої можна змінювати незалежно по трьох осях. Змінюючи форму і розташування комірок, змінюється і теплопровідність ділянок. Для створення плаща використали два матеріали з різними властивостями: алюмінієву решітку, надруковану на 3D-принтері, яка добре проводить тепло і слугує швидкими «магістралями», та гумоподібний матеріал, що майже не пропускає тепло, яким заповнили порожнечі між комірками. Це створює керований маршрут для тепла, яке десь розганяється, а десь гальмується, обходячи заховану річ.

У лабораторних умовах конструкцію розмістили між гарячою та холодною зонами і спостерігали за нею тепловізором. Ззовні здавалося, що об’єкта немає: тепло проходило повз захищену ділянку і змикалося за нею без характерних спотворень. Усередині температура залишалася стабільною і не залежала від того, що відбувалося навколо.

Потім дослідники ускладнили завдання, ховаючи вигадливі тривимірні форми, зокрема деталізовані фігури, схожі на людські голови. Метод успішно впорався і з нерівною геометрією.

Однак у цієї технології є обмеження: нинішній плащ розрахований на тепло, яке приходить ззовні. Якщо ж предмет сам гріється, його власне тепло накопичуватиметься всередині і з часом видасть місцезнаходження, що ускладнює приховування.

Про це повідомляє джерело techno.nv.ua з посиланням на дослідницьку групу Іллінойського університету.