АҚШ ғалымдары жылуды айналып өткізетін ерекше құрылғы ойлап тапты

АҚШ-тағы Иллинойс университетінің инженерлері инфрақызыл камерадан затты кез келген бағыттан дерлік жасыра алатын үш өлшемді жылу «жамылғысын» жасады. Құрылғы жылуды бөгемейді, оны жасырылған нысанның айналасымен өткізіп жібереді. Соның арқасында тепловизор сырттан қарағанда ішінде ештеңе жоқ сияқты көрініс алады, деп университеттің жаңалықтар қызметі хабарлады.

Бұл әзірлеме кәдімгі киім емес және адамды көзге көрінбейтін етпейді. Әңгіме зертхана жағдайында жасалған инженерлік құрылғы туралы болып отыр. Ол нысанның температуралық өрістегі ізін жасыруға арналған.

Жылу жасырылған аймақты айналып өтеді

Әдетте жылу камерасы температура айырмасын тіркейді. Егер ыстық және суық беттің арасына бөгде зат қойылса, ол жылу қозғалысын өзгертеді де, инфрақызыл суретте бірден байқалады.

Жаңа құрылғының жұмыс принципі басқаша. Ол жылу ағынын ішкі бөлікке кіргізбей, сол аймақтың айналасымен бағыттайды. Сыртқы жағында температура сызықтары барынша түзу және біркелкі күйде қалады. Сондықтан тепловизор жасырылған нысанды оңай байқай алмайды.

Зерттеушілер мұны өзендегі су ағысымен салыстырады. Су үлкен тасты айналып өтіп, арғы жағында қайтадан қалыпты арнасына түседі. Бұл жерде де дәл сондай қағида қолданылады, тек су орнына жылу қозғалысы басқарылады.

Құрылғы алюминийден 3D басып шығарылған

Негізгі құрылым алюминий қорытпасынан жасалған күрделі үш өлшемді тор түрінде орындалған. Оны металлға арналған 3D басып шығару әдісімен дайындаған. Бос кеңістік PDMS деп аталатын, қасиеті резеңкеге ұқсас материалмен толтырылған.

Алюминий жылуды жақсы өткізеді, ал PDMS керісінше оны әлдеқайда нашар өткізеді. Инженерлер тор элементтерінің қалыңдығы мен бағытын өзгерту арқылы жылудың құрылғы ішінде қалай таралатынын басқара алған.

Сынақ кезінде үлгі екі алюминий пластинаның арасына орналастырылған. Жоғарғы бөлігі 40 градусқа дейін қыздырылып, төменгі жағы мұздай сумен салқындатылған. Бір сағаттан кейін температураның таралуы инфрақызыл камерамен тексерілген.

Нәтижесінде тепловизор сыртқы жағынан жасырылған аймақтың барын анық байқатпаған. Зерттеушілердің айтуынша, бұл әсер жылу бір жақтан ғана емес, әртүрлі бағыттан келгенде де сақталған.

Бұған дейінгі нұсқалар мұндай икемді болмаған

Жылу маскировкасына арналған құрылғылар бұрын да жасалған. Бірақ олардың көбі екі өлшемді жүйе ретінде жұмыс істеген немесе жылу белгілі бір бағыттан ғана келгенде тиімді болған. Бұл шынайы ортада қолдануды қатты шектейді.

Жаңа жұмыстың ерекшелігі, ғалымдар күрделі пішінді нысандарға арналған көлемді құрылымдарды есептеп, жасап көрсете алған. Демонстрация ретінде алма, жүрек және адам беті тәрізді пішіндерге арналған нұсқалар қарастырылған.

Зерттеу нәтижелері Nature Communications журналында жарияланды.

Мұндай технология қай салада пайдалы болуы мүмкін

Ғалымдар әзірлеме тек тепловизордан жасырыну үшін ғана емес, жылуды басқару қажет болатын басқа салаларда да пайдалы болуы мүмкін екенін айтады. Әсіресе электроника мен күрделі құрылғылардағы температураны бақылау бағытында қолдану мүмкіндігі бар.

• электрондық компоненттерді қатты қызудан немесе салқындаудан қорғау;
• микросхемалардың ішіндегі жылу ағынын қайта бағыттау;
• күрделі ортада жұмыс істейтін жабдықты оқшаулау;
• нысандардың инфрақызыл камерадағы байқалуын азайту;
• жылу ағындарын басқаратын жаңа жүйелер жасау.

Соған қарамастан, адамды толық жасыратын нағыз «жамылғыға» дейін әлі уақыт бар. Қазіргі үлгі зертханадағы бақыланатын жағдайда сыналған және қозғалып жүретін нысандарға қатысты барлық мәселені шешпейді.

Зерттеушілердің алдында тағы бір күрделі міндет тұр. Егер нысанның өзі белсенді түрде жылу шығарса, оны жасыру қиындай түседі. Енді ғалымдар ішкі аймақтан шыққан энергияны қажетіне қарай таратып немесе сыртқа бұрып әкете алатын жаңа құрылымдармен жұмыс істеуді жоспарлап отыр.