Новий матеріал-хамелеон приховає будь-які об'єкти від погляду інфрачервоних камер
Проводячи дослідження в своїй лабораторії, група вчених-фізиків зі Школи технічних і прикладних наук (School of Engineering and Applied Sciences,SEAS) Гарвардського університету помістила пластину, покриту шаром спеціального матеріалу, перед об'єктивом інфрачервоної камери і почала піднімати температуру цієї пластини. Спочатку поведінка зразка ніяк не відрізнялася від поведінки інших матеріалів, при температурі 60 градусів за шкалою Цельсія матеріал світився на екрані тепловізора синьо-зеленим кольором, при 70 градусах його колір змінився на жовто-червоний, а при 74 градусах матеріал набув темно-червоний відтінок. Але, як тільки температура матеріалу перевищила позначку в 80 градусів, його колір змінився на темно-синій, що відповідає температурі менше 60 градусів, і при подальшому нагріванні матеріал ставав все "холодніше і холодніше" для "погляду" інфрачервоної камери.
Секретом цієї технології є використання покриття з дуже тонкої плівки оксиду ванадію, вкрай незвичайного матеріалу, який зазнає вкрай сильні зміни своїх електричних і фізичних властивостей при переході через певну температурну точку. Наприклад, при кімнатній температурі окис ванадію є електричним ізолятором, але при більш високій температурі цей матеріал переходить в металеве стан, стаючи провідником електричного струму. Під час такої зміни електричних властивостей відбуваються кардинальні зміни оптичних властивостей цього матеріалу, що дозволило виготовити на основі оксиду ванадію ефективний інфрачервоний камуфляж.
Ефект переходу властивостей оксиду ванадію при досягненні певної температури відомий вченим з 1959 року. Однак, з цим матеріалом вкрай важко працювати, його кристалічна решітка нетривкою з-за чого матеріал легко руйнується і тріскається. Але недавні досягнення іншої групи вчених, очолюваної Шрирэмом Раманатаном (Shriram Ramanathan), професор матеріалознавства школи SEAS, дозволили створити міцні і тонкі плівки з чистого оксиду ванадію, що дозволило іншим ученим почати експериментувати з цим матеріалом.
"Завдяки зразкам, одержуваних нами з лабораторії професора Раманатана, ми з'ясували, що якщо ввести деякі зміни в структуру оксиду ванадію, можна отримати різні оптичні властивості кінцевого матеріалу" - розповідає Михайло Кац (Mikhail Kats), один з учених, що брали участь в даних дослідженнях, - "Вводячи до складу оксиду ванадію різні домішки, тобто створюючи штучно дефекти кристалічної решітки, можна отримати матеріал з заздалегідь відомими оптичними властивостями, які можуть бути обрані з дуже широкого діапазону". Наприклад, додаючи в окис ванадію домішка вольфраму, температура переходу стану матеріалу може бути знижена до рівня кімнатної температури, а діапазон температур, в якому матеріал демонструє властивості теплового хамелеона", може бути значно розширений.
Дослідники стверджують, що якщо покрити транспортний засіб або військову техніку плівкою з оксиду ванадію з певними домішками, то можна буде зробити його невидимим для інфрачервоних камер, які використовуються при спостереженні за місцевістю і для прицілювання в нічний час. І таке покриття буде працювати набагато ефективніше, ніж інші покриття і системи активного камуфляжу, що використовуються сьогодні. Крім цього, у розробленої технології є і мирне застосування матеріал на основі оксиду ванадію може служити для прискорення охолодження або для забезпечення теплоізоляції різних структур, починаючи від будівель і закінчуючи штучними супутниками, які піддаються в космосі впливу різких температурних перепадів.