Учёные нашли способ спрятаться от тепловизора

Ещё лет десять назад армии разных стран для обнаружения противника в темноте широко использовали приборы ночного видения (ПНВ). Они позволяют видеть предметы при минимальном естественном освещении. Но, в отличие от тепловизора, они бесполезны при плохой видимости – в тумане или ночью с помощью ПНВ вы не увидите фактически ничего. А вот тепловизор фиксирует тепловое излучение любых объектов в любых условиях и не требует подсветки объектов наблюдения. Все объекты, так или иначе, излучают тепло, применение тепловизоров в военном деле трудно переоценить. Но есть и другая сторона вопроса.

Как защититься или спрятаться от тепловизора?

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли и Национального университета Сингапура научились создавать на поверхности материала «обманки». Из-за них при съемке в инфракрасном диапазоне человек может неправильно определять температуру объекта. Статья об открытии опубликована в журнале Advanced Materials.

Инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, но его можно обнаружить с помощью ряда устройств, таких как очки ночного видения и тепловизоры. Покрытия, разработанные американскими исследователями, позволяют поверхностям излучать инфракрасный свет того же диапазона, что и окружающая среда. Это позволяет добиться невидимости таких покрытий для инфракрасных камер.

Но самое главное в новом исследовании то, что учёные могут изменять покрытия таким образом, что при их наблюдении температура будет казаться выше или ниже фактической. Такая технология найдёт применение в системах безопасности и военных технологиях.

Чтобы сделать такое покрытие, учёные экспериментировали с легированным вольфрамом диоксидом ванадия. Это вещество при определённых температурах может менять свои проводящие свойства от изолятора к хорошему проводнику. Исследователи экспериментировали с профилем легирования и добились выравнивания фазового перехода изолятор — металл. Благодаря этому конечное вещество стало источником постоянного инфракрасного излучения в широком диапазоне температур (15–70 °C). Это состояние равновесия не позволяет камере обнаружить истинное инфракрасное излучение от объекта при комнатной температуре.

Ранее другим учёным уже удалось добиться подобного эффекта. Однако исследователи из США и Сингапура пошли дальше: они не только научились маскировать инфракрасный сигнал, но и создавать ложные сигналы для ИК-камер. Для этого авторы выращивали пластины диоксида ванадия толщиной менее 100 нанометров на структурах из боросиликатного стекла и сапфира. Используя импульсные лазеры, исследователи легировали пленки различным количеством вольфрама, а затем переносили материал на специальную клейкую ленту.

Затем ученые решили проверить, можно ли использовать материал в качестве «обманки» для создания ложных изображений. Для этого они создали из нанесенного на полиэтиленовую ленту сплава буквы C, A и L, и поместили их на поверхность объекта. Цвет букв коррелирует с температурой, которую люди видят при наблюдении в ИК-камеру. Например, синий цвет буквы C показывает, что она имеет постоянную температуру в 5 °C, светло-синяя A — 15 °C, а зеленая L — 25 °C, независимо от фактической температуры образцов. Фактическая температура этих букв колеблется от 35 до 65 °C, но ИК-камеры не могут показать этого из-за особых физических свойств образцов.

Такие технологии могут оказаться полезными для военных и спецслужб, поскольку они стремятся помешать всё более изощренным технологиям наблюдения, представляющим угрозу национальной безопасности.

Это также может стать инкубатором будущих технологий шифрования, позволяющих надежно скрыть информацию от несанкционированного доступа.