Las cámaras de infrarrojos detectan personas y otros objetos por el calor que emiten. Ahora, Los investigadores han descubierto la asombrosa capacidad de un material para ocultar un objetivo enmascarando sus reveladoras propiedades térmicas.

El efecto funciona para un rango de temperaturas que algún día podría incluir humanos y vehículos, presentando un activo futuro para las tecnologías furtivas, dicen los investigadores.

Lo que hace que el material sea especial es su naturaleza cuántica:propiedades inexplicables para la física clásica. El estudio, publicado hoy en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , está un paso más cerca de desbloquear todo el potencial del material cuántico.

El trabajo fue realizado por científicos e ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison, Universidad Harvard, Universidad de Purdue, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y el Laboratorio Nacional de Brookhaven.

Engañar a las cámaras de infrarrojos no es algo nuevo. En los ultimos años, Los investigadores han desarrollado otros materiales hechos de grafeno y silicio negro que juegan con la radiación electromagnética. también esconder objetos de las cámaras.

Pero la forma en que el material cuántico en este estudio engaña a una cámara infrarroja es única:desacopla la temperatura de un objeto de su radiación de luz térmica, lo cual es contrario a la intuición basado en lo que se sabe sobre cómo se comportan los materiales de acuerdo con las leyes fundamentales de la física. El desacoplamiento permite ocultar información sobre la temperatura de un objeto a una cámara de infrarrojos.

El descubrimiento no viola ninguna ley de la física, pero sugiere que estas leyes podrían ser más flexibles de lo que se pensaba convencionalmente.

Los fenómenos cuánticos suelen traer sorpresas. Varias propiedades del material, óxido de níquel samario, han sido un misterio desde su descubrimiento hace unas décadas.

Shriram Ramanathan, profesor de ingeniería de materiales en Purdue, ha investigado el óxido de níquel y samario durante los últimos 10 años. A principios de este año, El laboratorio de Ramanathan co-descubrió que el material también tiene la capacidad contraria a la intuición de ser un buen aislante de la corriente eléctrica en entornos con poco oxígeno. en lugar de un conductor inestable, cuando el oxígeno se elimina de su estructura molecular.

Adicionalmente, El óxido de níquel y samario es uno de los pocos materiales que pueden pasar de una fase aislante a una fase conductora a altas temperaturas. El investigador de la Universidad de Wisconsin-Madison, Mikhail Kats, sospechaba que los materiales con esta propiedad podrían ser capaces de desacoplar la temperatura y la radiación térmica.

"Existe la promesa de diseñar la radiación térmica para controlar la transferencia de calor y hacer que sea más fácil o más difícil identificar y sondear objetos a través de imágenes infrarrojas". "dijo Kats, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática.

El laboratorio de Ramanathan creó películas de óxido de níquel y samario sobre sustratos de zafiro para compararlas con materiales de referencia. El grupo de Kats midió la emisión espectroscópica y capturó imágenes infrarrojas de cada material a medida que se calentaba y enfriaba. A diferencia de otros materiales, El óxido de níquel y samario apenas parecía más caliente cuando se calentaba y mantenía este efecto entre 105 y 135 grados centígrados.

"Típicamente, cuando calienta o enfría un material, la resistencia eléctrica cambia lentamente. Pero para el óxido de níquel y samario, la resistencia cambia de una manera no convencional de un estado aislante a uno conductor, que mantiene sus propiedades de emisión de luz térmica casi iguales para un cierto rango de temperatura, "Dijo Ramanathan.

Debido a que la emisión de luz térmica no cambia cuando cambia la temperatura, eso significa que los dos están desacoplados en un rango de 30 grados.

Según los Kats, este estudio allana el camino no solo para ocultar información de las cámaras infrarrojas, sino también para fabricar nuevos tipos de ópticas e incluso mejorar las propias cámaras de infrarrojos.

"Esperamos explorar este material y los óxidos de níquel relacionados para componentes de cámaras infrarrojas, como filtros sintonizables, limitadores ópticos que protegen sensores, y nuevos detectores de luz sensibles, "Dijo Kats.