Yeni Kaplama, Sıcaklık Değişimini Kızılötesi Kameralardan Gizliyor

Fotoğraf : Kızılötesi görüntüler, geleneksel malzemelerin (ilk üç sıra), ısınırken bir kızılötesi kameraya nasıl göründüğünü gösterir. UW-Madison mühendisleri tarafından geliştirilen özel kaplamalar, alttaki iki sıradaki nesnelerin sıcaklık değişikliklerini gizler. Patrick Roney, Alireza Shahsafi ve Mikhail Kats

Wisconsin-Madison Üniversitesi mühendisleri tarafından geliştirilen bir ultra ince kaplama, termal radyasyonla ilgili materyallerin her yerde var olan fizik olgusunun tersini yapıyor: Bir nesne ne kadar sıcak olursa, o kadar parlar.

Eşsiz bir ayarlanabilir malzeme olan samaryum nikel oksitten üretilen yeni kaplama, biraz sıcaklık kandırması kullanıyor.

Elektrik ve bilgisayar mühendisliği UW-Madison profesörü Mikhail Kats, “Bu ilk sıcaklık ve termal ışık emisyonu katı bir nesnede ayrıştırıldı. Sıcaklık ve termal radyasyon arasındaki ilişkiyi çok özel bir şekilde ‘kıran’ bir kaplama yaptık.” diyor. “Temel olarak, kaplamamızın yaydığı termal radyasyonun gücünün aynı kaldığı bir sıcaklık aralığı var.”

Şu anda, bu sıcaklık aralığı yaklaşık 105 ila 135 santigrat derece olarak oldukça düşüktür. Ancak ilerdeki gelişmelerle birlikte, Kats, kaplamanın ısı transferinde, kamuflajda ve kızılötesi kameraların yaygın olarak  tüketicilerin kullanımına açık hale gelebileceği, hatta insanların kişisel gizliliğini korumak için kıyafetlerde kullanılabileceğini söylüyor.

Kats, grup üyeleri ve UW-Madison, Purdue Üniversitesi, Harvard Üniversitesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki ortakları, bu hafta Proceedings of the National Academy of Sciences’da ilerlemenin ayrıntılarını yayınladı .

Kaplamanın kendisi, sıcaklığından bağımsız olarak sabit miktarda termal radyasyon yayar. Kats’in laboratuarında doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarları biri olan Alireza Shahsafi, “Bu durum, yayıcılığının – belli bir materyalin belirli bir sıcaklıkta ne kadar ışık yayacağının derecesi – aslında sıcaklıkla azalmasından ve içsel radyasyonunu iptal etmesinden kaynaklanır” diyor

Shahsafi, “Kızılötesi görüntülemenin çok daha yaygın olduğu, kişisel gizliliği olumsuz yönde etkileyen bir gelecek hayal edebiliyoruz” diyor. “Giysinin dışını veya hatta bu tür bir kaplamaya sahip bir aracı kapatabilirsek, kızılötesi kamera için altındakileri ayırt etmek daha zor hale gelir . Kızılötesi gizlilik koruması olarak görün. Bu etki, sıcaklık değişimlerinden dolayı kaplamamızın optik özelliklerinde oluşan değişikliklere dayanır. Bu nedenle, yüzeyin termal radyasyonu çarpıcı biçimde değişir ve bir kızılötesi kamerayı şaşırtabilir . ”

Laboratuarda Şahsafi ve Kats grubunun diğer üyeleri, kaplamanın etkinliğini gösterdi. Bir kaplanmış safir parçası ve kaplaması olmayan bir referans parçası olan iki numuneyi bir ısıtıcıdan askıya aldılar, böylece her bir numunenin bir kısmı ısıtıcıya değiyor ve geri kalanı çok daha soğuk bir havada askıda kalıyordu. Her bir örneği bir kızılötesi kamera ile gözlemlediklerinde, referans safir üzerinde, koyu maviden pembe, kırmızı, turuncu ve neredeyse beyaz olan belirgin bir sıcaklık farkı görürken, kaplanmış safirin termal görüntüsünün büyük ölçüde aynı kaldığını gördüler.

Takım çalışması, projenin başarısı için kritikti. Purdue işbirlikçisi Shriram Ramanathan’ın grubu, samaryum nikel oksitini sentezledi ve ayrıntılı materyal karakterizasyonu gerçekleştirdi. MIT ve Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki meslektaşlar, kaplamanın atom seviyesi davranışını incelemek için parçacık hızlandırıcı bir senkrotronun parlak ışığını kullandı.

Kaynak: sciencedaily.com