¿Has oído hablar de la capa de invisibilidad? Manipula cómo la luz viaja a lo largo de la capa para ocultar un objeto colocado detrás de ella. Similar, la capa térmica está diseñada para ocultar los objetos calientes de los detectores de infrarrojos sin distorsionar la temperatura fuera de la capa. Los materiales para tales capas tendrían que ofrecer una conductividad térmica cero para ayudar a camuflar el calor. Ahora, Liujun Xu y colegas de la Universidad de Fudan, Llevar a la fuerza, Porcelana, han explorado un nuevo mecanismo para diseñar tales materiales. Estos hallazgos publicados en EPJ B podría tener implicaciones para manipular la transferencia de energía térmica como una forma de reducir en última instancia el desperdicio de calor de los combustibles fósiles y ayudar a mitigar las crisis energéticas.
En este trabajo, por primera vez, los autores verifican experimentalmente que la composición interna de los materiales, que presenta una estructura periódica no uniforme, puede exhibir una conducción de calor casi uniforme. Para hacerlo utilizan una cámara de infrarrojos para detectar el calor en muestras experimentales colocadas entre un baño frío y uno caliente. Estos resultados confirman sus propias ecuaciones que predicen la conductividad térmica del material periódico.
Para lograr la ilusión térmica deseada, se basan en una conducción de calor casi uniforme. En lugar de producir una ilusión omnidireccional, mostrando objetos con la misma firma de temperatura independientemente del ángulo de observación, los autores introducen lo que ellos denominan la ilusión térmica de Janus. Presenta un objeto cuyo calor no es detectable desde una dirección, formando así una ilusión invisible. Por el contrario, presenta una firma de calor diferente a su firma real a lo largo del eje vertical, formando así un tipo diferente de ilusión, que es visible pero no muestra la realidad.
Para eliminar la influencia de la convección térmica y la radiación de sus resultados experimentales, los autores también realizan simulaciones. Estos, a su vez, ayudan a desarrollar el concepto de 'diodos térmicos de ilusión', que se acercan a la ilusión térmica como un grado adicional de libertad para la gestión del calor. Por último, estos diodos podrían aplicarse en campos que requieran tanto camuflaje térmico como rectificación térmica.
