Материал-хамелеон обманул тепловизор
Баку, 23 октября (АЗЕРТАДЖ). Ряды материалов с необычными свойствами пополнила недавняя разработка учёных из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS). Они создали новое покрытие из уже известного материала, обманывающее тепловые камеры − при нагревании оно кажется несколько холоднее, чем является на самом деле.
В ходе лабораторных тестов команда физиков-экспериментаторов поместила материал на горячую подложку и следила за постепенным повышением его температуры. При 60 градусах по Цельсию объект отображался в сине-зелёных тонах, при 70 градусах становился желтовато-красным, а при 75 и более - тёмно-красным.
А затем произошло нечто очень странное: тепловое излучение вдруг резко упало. При 80 градусах материал вновь «окрасился» в синий, а при 85 °C он стал казаться ещё холоднее прежнего. Этот эффект оказался волнообразным, то есть по мере фактического нагревания объекта он казался то горячее, то холоднее.
Заведующий лабораторией, соавтор исследования и профессор прикладной физики Федерико Капассо понял, что такой материал-обманщик может очень заинтересовать военных. Лишь при небольших корректировках в структуре на его основе можно создать отличный тепловой камуфляж для солдат.
За такой эффект отвечает тонкая плёнка из диоксида ванадия (он же оксид ванадия IV) - необычного материала, электронная структура которого значительно изменяется при нагревании до определённой температуры.
Способность диоксида ванадия менять «роли» с изолятора на проводник была открыта ещё в 1959 году. Но работать с этим материалом довольно сложно. Потому, что в объёмных кристаллах при переходе из одного состояния в другое могут образоваться трещины, и образец попросту рассыпается.
Но к счастью, один исследователь из той же Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Шрирам Раманатан, который выступил соавтором данной работы, разработал тонкие плёнки из очень чистого диоксида ванадия, которые можно использовать как покрытие и не бояться, что они треснут.
«Благодаря этим прочным и очень тонким плёнкам из диоксида ванадия, которые предоставил нам профессор Раманатан, мы поняли, что, лишь немного изменив свойства материала, можно получить принципиально новые оптические эффекты», - говорит ведущий автор исследования Михаил Кац.
Физики по-разному легировали необычный материал, то есть добавляли в состав какие-либо другие элементы. В результате каждый раз появлялись новые удивительные, но вполне предсказуемые свойства.
Помимо применения в военном деле, физики предлагают использовать диоксид ванадия для намеренного ускорения или замедления нагревания тех или иных объектов, от жилых домов до космических спутников. «Взяв естественный метаматериал и придав ему необходимые нам свойства, мы откроем целую новую область прикладной науки», - заключает Капассо.
Другие новости раздела
