燈光有時會在我們的眼睛上耍花招。如果您看著發亮的表面,則看到的圖像將很大程度上取決于周圍的環境和照明條件。伯克利的研究人員現在已經將眼畸變更進一步,找到了一種將視覺“誘餌”嵌入物體表面的方法,這種方法可以使人們誤以為他們檢測到紅外線中實際上不存在的特定圖像。
加州大學伯克利分校材料科學與工程學教授吳俊喬和博士后研究員唐克超在今天發表在《高級材料》雜志上的一篇新論文中,描述了一種工藝,該工藝是由精心設計的摻鎢薄膜制成的特殊結構二氧化釩。紅外光對于人眼是不可見的,但是可以被一系列設備(例如夜視鏡和熱成像攝像機)檢測到。伯克利研究人員開發的涂層可以有效地調整目標物體,使其發出與周圍環境相同的紅外輻射,從而使它們對紅外檢測設備不可見。
但是,使研究人員的工作特別新穎的是,他們可以通過這樣一種方式來操縱涂層,即試圖用這種設備觀察物體的人會看到錯誤的圖像。研究人員在論文中寫道:“這種結構為前所未有的紅外信號處理和處理提供了一個通用平臺。”
為了創建結構,Wu和他的團隊致力于用摻鎢的二氧化釩涂覆物體,該物質在一定溫度下可以從抑制電導率的絕緣體到導電的金屬相移。通過對摻雜分布進行明智的設計,絕緣體-金屬的相變可以均勻化,從而使該物質在較寬的溫度變化范圍內(15-70攝氏度)發出恒定水平的熱輻射。這種平衡狀態阻止攝像機檢測到室溫下物體正常發出的真實紅外信號。
其他研究人員探索了用不同相變材料隱藏紅外輻射的方法。以前,威斯康星大學麥迪遜分校的科學家曾嘗試使用氧化nickel鎳,而中國浙江大學的工程師則專注于鍺-銻-碲來實現熱偽裝。
但是在美國國家科學基金會和Bakar Fellows計劃的支持下,伯克利大學的研究人員表示,他們的技術代表了多項進步。他們在由硼硅酸鹽玻璃和藍寶石制成的結構上生長了超薄的二氧化釩層(厚度小于100納米)。研究人員使用脈沖激光將不同數量的鎢摻雜到薄膜中,然后將材料轉移到稱為聚乙烯(PE)薄膜膠帶的特殊膠帶上。
研究人員說,這種方法可提供更好,更一致的偽裝,因為該產品具有機械柔韌性,無動力且固有地可適應時間波動以及目標溫度的空間變化。此外,通過控制PE膠帶上涂料中摻雜鎢的二氧化釩的結構和成分,研究人員可以制造紅外誘餌。吳說:“我們如何發展物質,改變了人們最終認為他們看到的圖像。”
在論文中,研究人員描述了將字母CAL編碼到樣品上,然后將它們放在物體表面上。字母的顏色代表人們從紅外熱像儀觀看時看到的溫度。例如,無論樣品的實際溫度如何,藍色C表示溫度恒定為5攝氏度,較淺的藍色A恒定溫度為15攝氏度,綠色L恒定溫度為25攝氏度。
即使物體的實際溫度在35-65攝氏度之間變化很大,通過夜視鏡觀察物體的人也會清楚地看到較冷的“ CAL”,與實際溫度無關。
Wu說:“我們既可以擦除真實信息,也可以創建虛假信息,當環境炎熱時,CAL將保持涼爽。”這種技術可能對軍事和情報機構有用,因為它們試圖挫敗對國家安全構成威脅的日益復雜的監視技術。它還可能會孵化未來的加密技術,從而可以安全地隱藏信息以防止未經授權的訪問。
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