北京
該裝置通過操控熱力學來欺騙紅外傳感器，且可從任意方向發揮作用。
研究人員開發出首個三維全向熱“隱身”斗篷，能夠從任何方向讓物體在紅外相機下遁形。
以往的設計只能在二維或單一角度下工作，與之相比，這種新裝置會引導熱量繞過物體，而非僅僅阻擋熱量，使其“看起來仿佛那里空無一物”。
“一個真正的熱隱身斗篷，不論熱量來自哪個方向都應有效。我們的裝置能在無限多個方向上隱藏復雜的三維物體，同時保持內部溫度穩定并受到保護。”伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校土木與環境工程教授 Shelly Zhang 說道。
熱信號終結者？
通常情況下，士兵、無人機或過熱的微芯片等物體會發出明顯的熱信號，使其在黑暗中極易被探測到。然而，這種創新材料通過改變熱量發射和探測的方式，從紅外屏幕上徹底抹除了熱信號。
為了解決這個困擾材料科學家多年的難題，團隊回歸到熱傳遞的基礎數學原理。市面上的標準材料并不勝任，斗篷需要一種全新的結構。最終成果是一個復雜的三維打印網格框架，形似高科技蜂巢。
這一混合裝置已通過物理制造并成功測試，它采用三維打印的鋁制網格以實現高導熱性，并借助模具澆鑄填充了一種低導熱性的類橡膠材料。
對網格尺寸進行三維調整，就能精確調節局部的導熱能力。當熱量觸及斗篷時，它不會穿透到內部物體上，而是像溪流中的水流繞過光滑石頭那樣，沿著外殼滑過，并在另一側平滑匯合。
對于觀測此裝置的紅外相機而言，熱學圖景看起來完全未受干擾。物體從視野中消失了。
一旦環境改變或觀察角度變化，舊有技術便會失效，而這項創新能在復雜表面和動態環境中始終保持其幻象。
廣泛用途
測試中，這種材料被置于極端溫度梯度下，并使用紅外相機追蹤熱流。
在外界觀察者看來，溫度場顯得完全正常，仿佛隱藏的物體根本不存在。而隱身區域內部則保持在安全、均勻的溫度下，免受外界極端條件影響。
為了挑戰極限，研究人員甚至成功隱藏了極不規則的幾何形狀，包括一個精細的人類頭部三維模型。
未來的應用場景十分廣泛。在消費電子領域，這種斗篷可以改變我們在不斷縮小的微芯片內部管理熱量的方式，將破壞性熱點完美地引導離開脆弱的電子元件。在國防領域，其軍事價值顯而易見。坦克、無人機和作戰人員有望在敵對區域行動時，完全避開熱追蹤傳感器或空中熱監視。
“任何需要精確控制熱量，或需要保護某物免受熱探測的領域，都能從這項工作中獲益，”Zhang 表示，“但我們看得更廣：它還關乎隱藏和保護由熱量攜帶的信息。”
他們下一步的目標是打造“智能”斗篷。團隊希望制造出能夠感知物體自身產生內部熱量，并按需動態耗散這些能量的材料。
這項工作是一項國際合作成果，與丹麥技術大學（DTU）共同開發。
研究成果已發表于《自然·通訊》期刊。
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