Un recubrimiento ultradelgado desarrollado por ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison altera un fenómeno físico omnipresente de los materiales relacionados con la radiación térmica: cuanto más caliente se calienta un objeto, más brillante brilla.
El nuevo recubrimiento, diseñado a partir de óxido de samario y níquel, un material sintonizable único, emplea un poco de truco de temperatura.
"Esta es la primera vez que la temperatura y la emisión de luz térmica se desacoplan en un objeto sólido. Construimos un recubrimiento que 'rompe' la relación entre temperatura y radiación térmica de una manera muy particular", dice Mikhail Kats, un UW-Madison, profesor de ingeniería eléctrica e informática. "Esencialmente, hay un rango de temperatura dentro del cual la potencia de la radiación térmica emitida por nuestro recubrimiento permanece igual".
Actualmente, ese rango de temperatura es bastante pequeño, entre aproximadamente 105 y 135 grados Celsius. Sin embargo, con un mayor desarrollo, Kats dice que el recubrimiento podría tener aplicaciones en transferencia de calor, camuflaje y, a medida que las cámaras infrarrojas estén ampliamente disponibles para los consumidores, incluso enropa para proteger la privacidad personal de las personas.
Kats, los miembros de su grupo y sus colaboradores en UW-Madison, la Universidad de Purdue, la Universidad de Harvard, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y el Laboratorio Nacional de Brookhaven publicaron detalles del avance esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El recubrimiento mismo emite una cantidad fija de radiación térmica independientemente de su temperatura. Esto se debe a que su emisividad, el grado en que un material dado emitirá luz a una temperatura dada, en realidad disminuye con la temperatura y cancela su radiación intrínseca, dice Alireza Shahsafi, estudiante de doctorado en el laboratorio de Kats y uno de los autores principales del estudio.
"Podemos imaginar un futuro en el que las imágenes infrarrojas sean mucho más comunes y afecten negativamente la privacidad personal", dice Shahsafi. "Si pudiéramos cubrir el exterior de la ropa o incluso un vehículo con un revestimiento de este tipo, una cámara infrarroja tendríaes más difícil distinguir lo que hay debajo. Véalo como un escudo de privacidad infrarrojo. El efecto se basa en cambios en las propiedades ópticas de nuestro recubrimiento debido a un cambio en la temperatura. Por lo tanto, la radiación térmica de la superficie cambia drásticamente y puede confundircámara infrarroja."
En el laboratorio, Shahsafi y otros miembros del grupo de Kats demostraron la eficacia del recubrimiento. Suspendieron dos muestras - una pieza recubierta de zafiro y una pieza de referencia sin recubrimiento - de un calentador para que parte de cada muestra se tocarael calentador y el resto se suspendieron en un aire mucho más frío. Cuando vieron cada muestra con una cámara infrarroja, vieron un gradiente de temperatura distinto en el zafiro de referencia, de azul profundo a rosa, rojo, naranja y casi blanco, mientras que el zafiro recubiertoLa imagen térmica se mantuvo en gran medida uniforme.
El esfuerzo del equipo fue crítico para el éxito del proyecto. El grupo del colaborador de Purdue Shriram Ramanathan sintetizó el óxido de níquel samario y realizó una caracterización detallada de los materiales. Los colegas del MIT y del Brookhaven National Laboratory utilizaron la luz brillante de un sincrotrón de aceleración de partículas para estudiar el recubrimiento.comportamiento a nivel atómico.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Renee Meiller. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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