近日,美国伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校联合丹麦工业大学科研团队,成功研发全球首个三维全向热隐身材料,该成果刊发于《自然・通讯》。这款新型三维超材料既能引导热流绕开内部物体、消除红外热成像特征,又可隔绝高低温侵袭,实现内部恒温防护,打破传统热隐身设备的使用局限。
常规热隐身结构仅适配平面或是单一热源方向,热源角度改变就会暴露物体热轮廓。本次研究依托变换热力学理论,采用可独立调整空间导热性能的晶格结构,通过 3D 打印制备高导热铝制晶格骨架,缝隙灌注低热导橡胶材料,组合形成可精准导流热量的复合结构。设备不直接阻隔热量,而是引导热流环绕被保护区域绕行,热量在结构另一侧恢复原有传播轨迹,红外镜头观测的温度场与无物体环境几乎完全一致。
实验室测试中,该材料顺利完成人头等不规则复杂形体的热隐身验证,内部温度始终保持稳定,抵御外部极端冷热冲击。在产业端,该技术可用于芯片、精密电子元器件定向导热隔热,规避热源互相干扰,提升精密设备恶劣工况适配能力;在战场等特种场景,能够弱化装备、人员红外热源信号,规避红外探测识别。
团队表示,当前原型为被动式热导流结构,难以适配自带发热的设备。下一阶段将研发主动调控型智能热隐身材料,实现热量集聚、疏导、定向释放的动态控制,拓展温控与热伪装的多元应用场景。
文、视频 | 记者 李钢