物理科技生物学-PHYICA

研究人员创造了欺骗红外照相机神马的“诱饵”涂层

化学 2022-02-07 00:02:12

作者托马斯·李,加州大学伯克利分校 即使环境很热,字母C-A-L也显得很酷

加州大学伯克利分校的工程师开发了一种诱饵,欺骗红外摄像机感知指定的温度,而不是物体的实际温度

信用:咳喘汤 光有时会捉弄我们的眼睛

如果你看一个闪亮的表面,你会看到什么很大程度上取决于周围的环境和照明条件

伯克利的研究人员现在更进一步,找到了一种将视觉“诱饵”嵌入物体表面的方法,这种方法可以欺骗人们,让他们认为他们在红外线中检测到了实际上不存在的特定图像

加州大学伯克利分校材料科学与工程教授吴俊桥和博士后研究员唐克超在今天发表在《先进材料》杂志上的一篇新论文中描述了一个过程,在这个过程中,他们用精心设计的掺钨二氧化钒薄膜制造了特殊结构

红外光对人眼来说是不可见的,但可以被一系列设备探测到,比如夜视镜和热成像相机

伯克利研究人员开发的涂层可以有效地调整目标物体,使其发出与周围环境相同的红外辐射,从而使红外探测设备看不见它们

但是,使研究人员的工作特别新颖的是,他们可以用一种方式操纵涂层,使试图用这种设备观察物体的人看到的反而是一个假图像

研究人员在论文中写道:“这种结构为前所未有的红外信号操作和处理提供了一个通用平台。”

为了创造这种结构,吴和他的团队致力于在物体上涂上掺杂钨的二氧化钒,这种物质在一定温度下可以从抑制导电性的绝缘体相变为导电的金属

通过对掺杂分布的合理设计,绝缘体-金属相变可以变得均匀,从而允许该物质在很宽的温度变化范围(15-70摄氏度)内发出恒定水平的热辐射

这种平衡状态使照相机无法探测到物体在室温下正常发出的真正红外信号

其他研究人员探索了用不同的相变材料来隐藏红外辐射

此前,威斯康星大学麦迪逊分校的科学家用氧化钐镍做实验,而中国杭州浙江大学的工程师则专注于锗锑碲来实现热伪装

但是伯克利的研究人员,在国家科学基金会和巴卡尔研究员项目的支持下,表示他们的技术代表了几项进步

他们在由硼硅酸盐玻璃和蓝宝石制成的结构上生长了超薄的二氧化钒层(厚度小于100纳米)

利用脉冲激光,研究人员在薄膜中掺入不同量的钨,然后将材料转移到一种叫做聚乙烯薄膜带的特殊胶带上

研究人员说,这种方法提供了更好、更一致的伪装,因为该产品机械灵活、无功耗,并且固有地自适应目标温度的时间波动和空间变化

此外,通过控制聚乙烯胶带涂层上掺杂钨的二氧化钒的结构和成分,研究人员可以制造出一种红外诱饵

“我们如何种植材料改变了人们最终认为他们看到的形象,”吴说

在论文中,研究人员描述了将字母C-A-L编码到样本上,然后将样本放在物体表面

字母的颜色代表人们从红外摄像机观察时看到的温度

例如,不管样品的实际温度如何,蓝色的C表示它处于恒定的5摄氏度,较浅的蓝色A表示恒定的15摄氏度,绿色的L表示恒定的25摄氏度

尽管物体的实际温度在35-65摄氏度之间变化很大,但通过夜视镜观察物体的人会清楚地看到一个与实际温度无关的更冷的“CAL”

“我们既可以抹去真实的信息,也可以制造虚假的信息,”吴说,“当环境变热时,CAL保持冷静

" 这种技术可能对军方和情报机构有用,因为他们试图挫败日益复杂的监控技术,这些技术对国家安全构成威胁

它还可能孕育未来的加密技术,允许信息被安全地隐藏起来,防止未经授权的访问

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