Bajo el "ojo dorado" de una cámara termográfica infrarroja, cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto quedará expuesto a la emisión de radiación térmica. Incluso cuando se usan uniformes de camuflaje y se permanece absolutamente quieto en la noche oscura, la huella de calor emitida por el cuerpo humano o el equipo sigue siendo claramente visible. Sin embargo, esta limitación ha experimentado recientemente un gran avance.
Un equipo de investigación conjunto de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC) y la Universidad Técnica de Dinamarca ha desarrollado con éxito la primera capa de invisibilidad térmica 3D omnidireccional y de forma libre del mundo. Los resultados de la investigación relevantes se han publicado en la revista autorizada "Nature Communications".
Para lograr una verdadera "invisibilidad térmica", las barreras tradicionales de aislamiento térmico por sí solas no funcionarán. Aunque los materiales de aislamiento térmico comunes pueden bloquear el calor, dejarán contornos geométricos ásperos y abruptos en la temperatura de fondo, lo que es más probable que atraiga la atención de los sensores infrarrojos. La tecnología de sigilo térmico ideal necesita "desviar" suavemente el calor conducido, guiarlo alrededor del área de protección interna y volver a unirlo en el otro lado para restaurar su forma original, de modo que los observadores externos desconozcan por completo la existencia del objeto interno.
Para superar este problema, el equipo conjunto combinó inteligentemente rejillas de aleación de aluminio impresas en 3D con materiales de silicona de baja conductividad térmica. Los investigadores utilizaron primero un algoritmo de transformación térmica para calcular el mapa de distribución de conductividad térmica 3D necesario para que el calor evite la cavidad sigilosa. Luego, a través de la tecnología de dehomogeneización 3D, se utilizó una rejilla de varilla metálica vertical de tres vías para controlar la tasa de conducción de calor en diferentes direcciones. Al final, la aleación de aluminio con excelente conductividad térmica forma una "autopista" para que el calor pase rápidamente, mientras que la silicona con baja conductividad térmica sella el camino indeseable. Los dos trabajan juntos para guiar con precisión el flujo de calor alrededor del objetivo central.
En pruebas de laboratorio, los investigadores crearon una capa térmica con forma de melocotón que envolvía un núcleo de silicona con forma de manzana. Independientemente de si el calor proviene de la dirección vertical u horizontal, la capa de invisibilidad puede mantener la temperatura de los objetos internos altamente uniforme y, al mismo tiempo, restaurar perfectamente el patrón de distribución del campo térmico externo, haciendo imposible que las cámaras infrarrojas detecten la existencia del núcleo interno.
Además de tener un enorme potencial de aplicación en los campos del control de seguridad y antireconocimiento militar, esta tecnología para controlar con precisión las rutas de calor también puede aportar avances revolucionarios en la gestión térmica de equipos electrónicos modernos, como la protección de sensores sensibles en chips de alta densidad o el aislamiento de componentes de alto calor.
Sin embargo, el equipo de investigación también señaló que esta tecnología aún está lejos de llevarse a la práctica. La actual capa de invisibilidad todavía se basa en una estructura rígida de una forma específica y necesita funcionar en un medio sólido bien controlado. No se puede usar directamente sobre el cuerpo humano ni sobre ningún dispositivo para evitar la detección por infrarrojos como la ropa normal. El siguiente paso del equipo es explorar un sistema inteligente de sigilo térmico multifuncional, intentar guiar y gestionar activamente el calor residual emitido por el propio objeto y dar un nuevo paso hacia el camuflaje infrarrojo práctico y la gestión térmica de chips.