Команда исследователей из Германии и Франции, сообщающей в Physical Review Letters, развивала и успешно проверила форму плаща-невидимки, который может вести поток тепла вокруг объектов, делая их тепло невидимыми.Тепловой плащ: серия концентрических колец позволяет теплу, размножающемуся слева направо через металлический листовой поток с большей готовностью вокруг тепло изолированного диска, чем к его центру, не оставляя признака диска в температурном распределении на правой стороне; цвета представляют температуры, измеренные с инфракрасной камерой, и нанесены на фотографию структуры, прежде чем эластичный изоляционный материал был добавлен к отверстиям и промежуткам; белые линии соединяют пункты при той же самой температуре (Р. Шиттни / КОМПЛЕКТ)Свет и звук могут быть розданы объекты посредством специальных метаматериалов.
Ученые теперь преуспели в том, чтобы демонстрировать, что те же самые материалы могут также использоваться, чтобы определенно влиять на распространение тепла. Они нашли, что структурированная пластина, сделанная из меди и кремния, может провести тепло вокруг центрального района без затрагиваемого края.“Для теплового плаща-невидимки оба материала должны быть устроены энергично”, сказал автор лидерства исследования доктор Роберт Шиттни из Технологического института Карлсруэ.
“Медь — хороший тепловой проводник, в то время как кремниевый материал используемый, названный PDMS, плохой проводник. Предоставляя тонкой медной пластине кольцевые кремниевые структуры, мы производим материал, который проводит тепло в различных направлениях в переменных скоростях.
Таким образом время, необходимое для того, чтобы раздать скрытый объект, может быть компенсировано”.Если простая, твердая металлическая пластина нагрета на левом краю, тепло мигрирует однородно к правой стороне. Температура пластины уменьшается слева направо.
Точно то же самое поведение показано новым метаматериалом, состоящим из меди и кремния за пределами кольцевой структуры. Никакое тепло не проникает внутри.
Снаружи, нет никакого признака того, что происходит внутри.“Эти результаты impressingly показывают, что методы оптики преобразования могут быть переданы очень другой области термодинамики”, объяснил ведущий автор доктор Мартин Вегенер, также из Технологического института Карлсруэ. “Здесь, первый трехмерный плащ-невидимка для видимого света был развит”.
“В то время как оптика и акустика основаны на распространении волн, тепло — мера незаказанного движения атомов. Однако, основные математические описания могут использоваться, чтобы вычислить структуры, имеющие эффект плаща-невидимки.
С методами так называемой оптики преобразования вычислено искажение системы координат описания. Арифметически говоря, расширенный объект исчезает в бесконечно маленьком пункте.
Это виртуальное искажение может быть нанесено на карту к реальной метаматериальной структуре, которая передает падающий свет вокруг объекта, который будет скрыт, как будто это даже не было существующим”.“Я надеюсь, что наша работа будет основанием многого дальнейшего развития в области термодинамических метаматериалов.
Тепловые плащи-невидимки — довольно новая область в фундаментальном исследовании. В долгосрочной перспективе они могли бы быть применены в областях, нуждающихся в эффективном тепловом управлении, такой как в чипах, электрических компонентах или машинах”.