Logotipo do Site Inovação Tecnológica





Materiais Avançados

Material quântico pode esconder você das câmeras infravermelhas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/03/2020

Camuflagem de material quântico pode esconder você das câmeras infravermelhas
Este é o estranho, mas muito promissor, niquelato de samário, um material quântico típico.
[Imagem: Erin Easterling/Purdue]

Material quântico

As câmeras infravermelhas detectam pessoas e outros objetos pelo calor que emitem.

Agora, pesquisadores descobriram a estranha capacidade de um material de ocultar a assinatura termal de um objeto, mascarando suas propriedades reveladoras do seu calor.

O efeito funciona para uma faixa significativa de temperaturas, abrindo a perspectiva de novas tecnologias de camuflagem.

O que torna o material especial é sua natureza quântica, o que significa que ele apresenta em macroescala propriedades inexplicáveis pela física clássica - mas explicáveis pela física quântica.

Enganar câmeras infravermelhas não é exatamente uma novidade. Nos últimos anos, pesquisadores desenvolveram outros materiais feitos de grafeno e silício negro que brincam com a radiação eletromagnética, incluindo esconder objetos das câmeras termais.

O que diferencia este material quântico é que ele dissocia a temperatura de um objeto da sua radiação térmica, o que é contraintuitivo com base no que se sabe sobre como os materiais se comportam conforme as leis fundamentais da física - é essa dissociação que permite ocultar informações sobre a temperatura de um objeto de uma câmera infravermelha.

A descoberta não viola nenhuma lei da física, mas sugere que essas leis podem ser mais flexíveis do que se pensava anteriormente.

Niquelato de samário

O material quântico, chamado óxido de níquel e samário, tem sido um mistério desde sua descoberta, algumas décadas atrás - o material também é conhecido como niquelato de samário (SmNiO3).

Já se sabia que ele apresenta também outra capacidade desafiadora para a física tradicional, a de ser um bom isolante da corrente elétrica em ambientes com pouco oxigênio, e não um condutor instável, quando o oxigênio é removido de sua estrutura molecular - o SmNiO3pertence a uma classe incomum de materiais, chamados sistemas de elétrons correlacionados.

Além disso, o óxido de níquel e samário é um dos poucos materiais que podem mudar de uma fase isolante para uma fase condutora a altas temperaturas, o que o coloca como um candidato para construir transistores sinápticos, que vão além da lógica binária e até os chamados organismoides.

E agora, Alireza Shahsafi e uma equipe de cinco universidades e institutos de pesquisa do EUA demonstraram que esse material tem a capacidade de desacoplar a temperatura e a radiação térmica.

Camuflagem de material quântico pode esconder você das câmeras infravermelhas
A equipe acredita que o material também poderá ser usado para construir peles artificiais com sentidos similares aos dos tubarões.
[Imagem: Marshall Farthing/Purdue]

Dissociação entre temperatura e radiação termal

Ao contrário dos materiais comuns, o óxido de níquel e samário não revela sua temperatura quando aquecido e mantém esse efeito entre 105 e 135 graus Celsius, uma faixa bem maior do que outro material descoberto pela mesma equipe há alguns anos, uma camuflagem ativa que se comporta como um camaleão.

"Normalmente, quando você aquece ou resfria um material, a resistência elétrica muda lentamente. Mas, para o óxido de samário e níquel, a resistência muda de maneira não-convencional, de um estado isolante para um condutor, o que mantém suas propriedades de emissão de luz térmica praticamente as mesmas por uma certa faixa de temperaturas," explicou o professor Shriram Ramanathan.

Isso abre caminho não apenas para ocultar informações das câmeras infravermelhas, mas também para criar novos tipos de óptica e até melhorar as próprias câmeras infravermelhas.

"Estamos ansiosos para explorar esse material e os óxidos de níquel relacionados de olho nos componentes das câmeras infravermelhas, como filtros ajustáveis, limitadores ópticos que protegem os sensores e novos detectores sensíveis de luz," disse Mikhail Kats, membro da equipe.

Bibliografia:

Artigo: Temperature-independent thermal radiation
Autores: Alireza Shahsafi, Patrick Roney, You Zhou, Zhen Zhang, Yuzhe Xiao, Chenghao Wan, Raymond Wambold, Jad Salman, Zhaoning Yu, Jiarui Li, Jerzy T. Sadowski, Riccardo Comin, Shriram Ramanathan, Mikhail A. Kats
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.1911244116






Outras notícias sobre:
  • Metamateriais
  • Metais e Ligas
  • Semicondutores
  • Supercondutores

Mais tópicos