Ученые описали принцип тепловой мантии-невидимки

Международная группа прикладных математиков и физиков, в том числе Фернандо Гевара Васкес и Трент ДеДжиованни из Университета штата Юта, разработали теоретический способ имитации тепловых объектов или создания объектов, невидимых для тепловых измерений.

Чтобы изолировать объект таким образом, нужно преломить свет. Точно так же, как наши глаза видят объекты, если они излучают или отражают свет, тепловизионная камера может видеть объект, если он излучает или отражает инфракрасное излучение. С математической точки зрения объект может стать невидимым для тепловизора, если расположенные вокруг него источники тепла могут имитировать теплопередачу, как если бы его там не было.

Новизна в подходе команды заключается в том, что они используют тепловые насосы, а не специально созданные материалы. Простым домашним примером теплового насоса является холодильник: для охлаждения продуктов он перекачивает тепло изнутри наружу. Исследователи рассчитали, что объект в кольце тепловых насосов термически скрыт или может имитировать тепловую сигнатуру другого объекта.

Такое моделирование предполагает наличие «зондирующего» точечного источника тепла, который будет отражать или огибать объект — тепловой эквивалент фонарика в темной комнате. Температура зондирующего источника должна быть известна заранее.

Этот подход можно протестировать с использованием небольших тепловых насосов, называемых элементами Пельтье (термоэлектрических преобразователей), которые переносят тепло, пропуская электрический ток через соединение металл-металл. Элементы Пельтье уже широко используются в бытовых и промышленных приложениях.

По словам исследователей, этот метод позволяет точно настраивать теплопередачу даже в ситуациях, когда температура меняется. Одним из применений такой мантии может быть изоляция части или объекта, который выделяет тепло, например, источника питания, чтобы он не влиял на чувствительные к нагреву части (в то числе, на тепловизионную камеру).

Кроме того, метод можно применять в промышленных процессах, которые требуют точного контроля температуры как во времени, так и в пространстве, например, при управлении охлаждением материала, чтобы он кристаллизовался определенным образом.

Исследователи предполагают, что их работа может быть использована для защиты электронных схем, доставки лекарств и даже для визуальной маскировки.

Ранее инженеры Университета Пердью создали «самую белую краску», отражающую более 98% солнечного света. По словам исследователей, она может охладить дом лучше многих современных кондиционеров. Если покрыть этой краской крышу площадью около 192 м², это даст охлаждающую мощность в 10 киловатт.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»