Тонкий и дешёвый материал создаст "невидимок" и "миражи" для инфракрасных камер

Инженеры разработали покрытие, которое может обмануть приборы ночного видения двумя способами: сделать невидимыми реальные объекты и создать "миражи" не существующих объектов. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Advanced Engineering Materials командой во главе с Хунжуем Цзяном (Hongrui Jiang) из Висконсинского университета в Мэдисоне, США.

Это не первый метаматериал, предназначенный для "обмана" инфракрасных камер. Однако существующие покрытия довольно толстые, тяжёлые и дорогостоящие. По этим параметрам новинка выгодно отличается от аналогов, подчёркивают создатели.

"Это вопрос веса, стоимости и удобства использования", – отмечает Цзян в пресс-релизе исследования.

Покрытие имеет толщину менее одного миллиметра. Тем не менее оно поглощает более 95% падающего на него инфракрасного излучения.

Стоит особо отметить, что разработка успешно справляется с поглощением волн длиной от 2,5 до 15,5 микрометра. Именно в этом диапазоне (длинные и средние инфракрасные волны) интенсивнее всего излучает человеческое тело. Между тем как раз этот участок спектра представляет наибольшую проблему для современных "шапок-невидимок".

Такого результата удалось достичь благодаря уникальному материалу под названием чёрный кремний (black silicon). Он давно используется для повышения эффективности солнечных батарей. Команда Цзяна обратила внимание на его потенциал в поглощении инфракрасного излучения.

Материал представляет собой "лес" из вертикальных нанопроволок. Электромагнитная волна, попав в ловушку из стержней, многократно переотражается, при каждом акте отражения отдавая часть своей энергии. В результате покрытие "переваривает" почти всё попавшее на него излучение.

Так обстоит дело с видимым светом. Для того чтобы покрытие аналогичным образом поглощало инфракрасные волны, физики изменили метод, с помощью которого изготавливается материал.

В новой технологии травление тонкого листа твёрдого кремния производится с помощью наночастиц серебра. Это позволяет получить гораздо более длинные наноштыри, чем при использовании классических методов. А именно это и важно, чтобы поглощать инфракрасное излучение, гораздо более длинноволновое, чем видимый свет. Кроме того, серебро частично остаётся в составе материала и тоже усиливает его поглощающие свойства.

Тонкий "лес" кремниевых нанопроволок "растёт" на гибкой подложке, пронизанной воздушными канальцами. Это необходимо, чтобы материал не перегревался, поглощая тепловое излучение.

Кроме того, разработка оснащена и специальными нагревателями. Набросив такой "плащ-невидимку" на что попало, хоть на кучу мусора, и подав соответствующую команду на излучатели, можно создать для инфракрасной камеры изображение человеческого тела или техники.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о материалах, которые скроют предметы от гидролокаторов и радаров, а также о сверхтонком плаще-невидимке.