三维热斗篷实验可遮蔽复杂目标,内部热源仍是盲点
据《印度时报》报道,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校与丹麦技术大学研究人员利用金属三维打印制成铝制晶格,并填入类橡胶隔热材料,开发出可在三个方向调控热流的三维热斗篷。红外相机实验显示,该装置能够遮蔽包括类似人头的复杂三维几何体,使外部温度图案近似于物体不存在,隐藏空间内部温度保持稳定。研究团队指出,装置主要导开环境热量,目标自身产生的热量仍可能留下可探测的红外特征。电子热管理以及遮蔽人员和重要资产属于潜在应用,成果目前仍处于实验阶段。
据《印度时报》报道,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校与丹麦技术大学研究人员利用金属三维打印制成铝制晶格,再填入类橡胶隔热材料。这种晶格结构可沿三个方向独立调节,从而在三维空间中控制热流。研究团队基于变换热学设计,让热量绕开隐藏区域,而非简单地用隔热层阻挡热量。
实验中,装置被置于冷热区域之间,并由红外相机观测。结果显示,热流可绕开隐藏区域,外侧呈现的温度图案近似于物体不存在,隐藏空间内部温度则保持稳定。研究团队还遮蔽了包括类似人头的复杂三维几何体;此前实验装置主要局限于平面表面,或只能处理特定方向的热流。
“真正的热斗篷应当无论热量来自何处都能工作;我们的装置可以在无限多个方向上遮蔽复杂的三维物体,同时让内部温度保持稳定并受到保护。”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校教授Shelly Zhang说。
不过,当前装置主要处理环境中的背景热量。若被遮蔽的人体或电子设备自身持续发热,这些热量仍可能形成红外相机能够探测的特征。要进一步遮蔽这类目标,装置必须处理来自隐藏区域内部的热量,而不能只导开周围热流。复杂三维目标的外部遮蔽已经得到实验验证,自身热源遮蔽仍是尚未解决的技术门槛。
报道列出的潜在用途包括保护芯片和其他精密电子设备、改善热管理,以及在防务与安保领域遮蔽人员或重要资产,使其更难被热探测系统发现。这些用途具有双用途性质:同一项热流控制技术既可以增强人员和设备的防护,也可能削弱红外侦测能力。报道将其描述为潜在方向,而非已经具备的现成装备。
这项成果已发表于《自然·通讯》。报道把遮蔽自身发热物体列为下一阶段重点;在内部热源问题解决前,三维热斗篷展示的是对外部热流和复杂几何目标的实验级遮蔽能力。
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