Це перший фізично виготовлений тривимірний тепловий «плащ», який приховує складні об’єкти майже з усіх боків. Принцип відрізняється від звичайної теплоізоляції. Ізоляція тепло зупиняє — а тут його перенаправляють. Для тепловізора, який дивиться збоку, картина температур залишається практично незмінною.
Читайте также: 81 ген у тіні. Науковці знайшли приховані причини найагресивнішого раку грудей
Роботу виконали в Іллінойському університеті в Урбана-Шампейн: професорка Шеллі
Теплові «плащі» робили й раніше, але вони працювали або на пласкій поверхні, або лише для одного заздалегідь відомого напрямку. Варто було теплу піти з іншого боку — і схований предмет одразу видавав себе спотвореннями температури.
«Справжній тепловий плащ має працювати незалежно від того, звідки йде тепло, — каже дослідник Шеллі Чжан. — Наш пристрій ховає складний тривимірний об’єкт із безлічі напрямків і водночас утримує стабільну температуру всередині».
Теорія, як це має виглядати, існує давно: вона розраховує, яким шляхом має рухатися тепло, щоб температурне поле навколо здавалося непорушеним. Приблизно як обвести струм навколо перешкоди й акуратно з’єднати з іншого боку.
Складність була не в математиці, а у виробництві. Різні ділянки плаща мусять проводити тепло з різною швидкістю і в різних напрямках. Знайти готовий матеріал із такими властивостями неможливо.
Вихід знайшли в ґратчастій структурі, геометрію якої можна змінювати незалежно по всіх трьох осях. Змінюєш форму й розташування комірок — змінюється те, як ділянка проводить тепло.
Читайте также: Багатства Візантії. Біля берегів Хорватії з затонулого корабля VII століття підняли золотий скарб
Далі два матеріали з різко різними властивостями. Алюмінієву решітку надрукували на 3D-принтері: вона добре проводить тепло і працює як швидкі «магістралі». Порожнечі між нею залили гумоподібним матеріалом, який тепло майже не пропускає. Разом вийшов керований маршрут: десь потік розганяється, десь гальмується — і в підсумку обходить заховану річ.
У лабораторії конструкцію поставили між гарячою та холодною зонами й спостерігали за нею тепловізором. Ззовні здавалося, що об’єкта немає: тепло проходило повз захищену ділянку і змикалося за нею без характерних спотворень. Усередині температура лишалася рівною й не залежала від того, що коїться навколо.
Потім завдання ускладнили — ховали вже вигадливі тривимірні форми, зокрема деталізовані фігури, схожі на людські голови. Метод упорався і з нерівною геометрією.
Однак у цій технології є суттєве обмеження. Нинішній плащ розрахований на тепло, яке приходить іззовні. Заховати предмет, що гріється сам, значно складніше: його власне тепло накопичуватиметься всередині й рано чи пізно видасть місцеположення.
Читайте также: Шлях сучасного покупця. Яким чином українці купують побутову техніку — дослідження
