Un team di ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison ha sviluppato un foglio furtivo ultrasottile - un vero e proprio mantello dell'invisibilità, a differenza di quello di Harry Potter - che nasconde gli oggetti dal rilevamento tramite telecamere a infrarossi.
Tutti gli oggetti caldi, dai corpi umani ai motori delle automobili, emettono una certa quantità di luce infrarossa. Più caldo è l'oggetto, più energia a infrarossi emette.
Questo può essere catturato da termocamere, in grado di rilevare la luce a infrarossi.
Vigili del fuoco, agenti di polizia e personale militare utilizzano queste telecamere per rilevare le fonti di calore e localizzare le persone attraverso il fumo, la nebbia e il buio.
Il nuovo materiale invisibile, composto da silicio nero, assorbe la luce infrarossa a media e lunga lunghezza d'onda. Coperto su un oggetto che emette calore, l'oggetto sottostante diventa invisibile alle telecamere a rilevazione infrarossa.
Il silicio nero è noto per la sua capacità di catturare la luce visibile.
Tipicamente, è realizzato colpendo il silicone con i laser. Il processo modifica la struttura della superficie del materiale, incorporandola con milioni di aghi microscopici noti come nanofili.
Quando la luce colpisce il materiale, invece di riflettere la superficie, rimbalza tra i nanofili e diventa efficacemente intrappolata nel materiale. A causa della capacità unica del silicio nero di assorbire la luce visibile, è più comunemente usato nei pannelli solari.
Vedendo quanto fosse efficace nell'assorbire la luce visibile, i ricercatori si sono chiesti come avrebbe reagito a onde luminose a infrarossi più lunghe
"In precedenza abbiamo utilizzato il silicio nero come materiale altamente assorbito per lo spettro della luce visibile", ha affermato Hongrui Jiang, professore di ingegneria elettrica e informatica all'UW-Madison. "Siamo quindi diventati curiosi riguardo al suo assorbimento nella gamma dell'infrarosso, dall'infrarosso vicino a quello medio-lungo. È andato molto bene. "
Jiang ha detto che il team ha poi modificato il processo di fabbricazione per la produzione di silicio nero per massimizzare l'assorbimento degli infrarossi.
"Non abbiamo reinventato completamente l'intero processo, ma abbiamo esteso il processo a nanocavi molto più alti", ha detto Jiang in una dichiarazione.
Lo hanno fatto usando minuscole particelle d'argento per incidere in un sottile strato di silicio, creando ciò che Jiang definisce "foreste di nanofili di silicio", e allo stesso tempo inglobano particelle d'argento nel materiale.
Questi nanofili più alti e le particelle d'argento aiutano entrambi a massimizzare la quantità di luce assorbita dal materiale.
Hanno anche modificato il materiale per avere un supporto flessibile infuso con piccoli canali d'aria, assicurando che non diventi troppo caldo mentre assorbe il calore a infrarossi.
Il prodotto risultante è uno scudo molto efficace.
Il foglio ultrasottile ha uno spessore inferiore a un millimetro, ma è in grado di assorbire la percentuale 94 di luce a infrarossi che colpisce.
Assorbe anche le onde luminose attraverso lo spettro dell'infrarosso, rendendolo più efficace di altri schermi a infrarossi. Gli oggetti caldi coperti dal mantello sono resi praticamente invisibili al rilevamento da parte delle telecamere a infrarossi.
Il nuovo materiale sembra essere un importante aggiornamento rispetto alla tecnologia esistente dello scudo a infrarossi.
"C'è stato molto interesse nei mantelli dell'invisibilità negli spettri di luce visibile e negli spettri a microonde", ha detto Jiang. "La furtività negli ampi spettri a infrarossi non è stata esplorata molto. I metodi attuali che utilizzano lamiere o rivestimenti o coperte termiche sono pesanti, costosi e presentano molti inconvenienti. "
Il materiale invisibile in silicio nero è più leggero, più economico e più facile da usare rispetto ai materiali alternativi per scudi.
Può anche essere modificato per includere elementi di riscaldamento elettronici che mostrano false firme di calore. Ad esempio, una palla potrebbe essere mascherata da una barra, come nell'immagine qui sotto.
"Si può ingannare intenzionalmente un rivelatore a infrarossi presentando una falsa firma di calore", ha detto Jiang in una dichiarazione. "Nasconderebbe un carro armato presentando quello che sembra un semplice guardavia autostradale".
I ricercatori hanno già ottenuto un brevetto americano per la loro tecnologia, ma Jiang ha detto che è necessario fare più ricerca e sviluppo prima di poter commercializzare i loro prodotti.
Attualmente stanno lavorando per aumentare il processo di produzione per rendere possibile la produzione su scala più ampia.
