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Materiais Avançados

Camuflagem ativa comporta-se como um camaleão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/10/2013

Camuflagem ativa comporta-se como um camaleão
O material oculta sua própria temperatura quando visto por câmeras termais.
[Imagem: Mikhail Kats/Harvard SEAS]

Enquanto os mantos da invisibilidade não chegam, pesquisadores da Universidade de Harvard deram um novo impulso à chamada camuflagem ativa.

Mikhail Kats e seus colegas fabricaram um material que esconde sua própria temperatura, o que o torna imune às câmeras termais - a chamada "visão de infravermelho".

Quando visto por uma câmera infravermelha, inicialmente o material se comporta como esperado conforme vai sendo aquecido: a 60º Celsius ele aparece azul esverdeado para a câmera, a 70º fica vermelho amarelado, tornando-se vermelho por volta dos 74º C.

A partir daí, porém, tudo muda: conforme o calor continua a aumentar, a coloração do material começa a fazer o caminho de volta, passando para amarelo, depois azul, como se estivesse esfriando.

O efeito é reversível e pode ser repetido inúmeras vezes.

Óxido de vanádio

O segredo para a técnica está em uma película muito fina de óxido de vanádio, um material incomum que sofre alterações eletrônicas dramáticas quando atinge uma determinada temperatura.

A temperatura ambiente, o óxido de vanádio puro é eletricamente isolante, mas a temperaturas um pouco mais altas ele sofre uma transição para um estado metálico, eletricamente condutor.

Durante essa transição, suas propriedades ópticas também mudam, o que significa que outros efeitos de camuflagem dependente da temperatura podem ser obtidos.

"Introduzindo impurezas ou defeitos de um modo controlado através de um processo conhecido como dopagem, ou esticando o material, é possível criar uma grande variedade de comportamentos interessantes, importantes e previsíveis," disse o professor Shriram Ramanathan, que desenvolveu a síntese do óxido de vanádio em filmes finos enquanto trabalhava com células a combustível.

Dopando o óxido de vanádio com tungstênio, por exemplo, pode-se trazer as transições de fase para a temperatura ambiente, permitindo aplicações práticas em condições realistas.

Camuflagem ativa

Os pesquisadores afirmam que um veículo revestido com pastilhas de óxido de vanádio poderia imitar seu ambiente como um camaleão, aparecendo invisível para uma câmera infravermelha com um ajuste muito sutil da sua temperatura.

E, como a radiação térmica transporta o calor, os pesquisadores acreditam que um efeito semelhante pode ser utilizado para acelerar ou abrandar o arrefecimento de estruturas - de casas a satélites de comunicação.

"Criar artificialmente uma estrutura tridimensional tão útil dentro de um material é extremamente difícil," disse o professor Federico Capasso, orientador do grupo.

"Aqui, a natureza está nos dando o que queremos de graça. Pegando esses metamateriais naturais e manipulando-os para ter todas as propriedades que queremos, estamos abrindo uma nova área de pesquisa, um rumo completamente novo de trabalho. Nós podemos projetar novos dispositivos de baixo para cima," concluiu.

Bibliografia:

Artigo: Vanadium Dioxide as a Natural Disordered Metamaterial: Perfect Thermal Emission and Large Broadband Negative Differential Thermal Emittance
Autores: Mikhail A. Kats, Romain Blanchard, Shuyan Zhang, Patrice Genevet, Changhyun Ko, Shriram Ramanathan, Federico Capasso
Revista: Physical Review X
Vol.: 3, 041004
DOI: 10.1103/PhysRevX.3.041004





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