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溫度較高的物體通常比溫度較低的物體發出更亮的光,這使得它們在紅外圖像中很明顯,這就是紅外線相機的原理。
但一種新設計的塗層能使物體在紅外線下即使溫度改變也不會被紅外線探測器發現。研究人員於12月17日在《美國國家科學院院刊》上發表報告稱,對於特定波長的紅外光,這種材料的亮度不會隨著溫度升高而改變。
威斯康星大學麥迪遜分校的應用物理學家米哈伊爾·卡茨(Mikhail Kats)說,這種薄塗層由氧化釤鎳(Samarium nickel oxide)製成,它可以「從紅外攝像機中隱藏表面的溫度信息」,因此可以用作隱私屏蔽。
物理學的一個基本定律被稱為史蒂芬-玻爾茲曼定律,它表明物體發出的熱輻射的亮度隨著溫度的升高而迅速增加。例如,把電爐的溫度調高,線圈就會變得更亮。
同樣的趨勢也適用於不可見的光波,比如紅外線。紅外攝像機測量物體發出的紅外波長的熱輻射來估計它們的溫度。
氧化釤鎳並不違反史蒂芬-玻爾茲曼定律。相反,這種材料在更高溫度下的亮度增加會被其輻射率的降低所抵消,輻射率是一種釋放熱輻射的傾向。這種下降是由於材料從絕緣體轉變為金屬。
Kats和他的同事們發現,這兩種效應相互抵消,因此,對於特定的紅外波長,材料的亮度在溫度變化時保持不變。
早期的研究已經找到了一些物質,它們在溫度升高時表現出較低的溫度,從而可以欺騙過紅外攝像機。
但這種新材料達到了一個最佳溫度點,材料的溫度可以上升或下降,而在紅外圖像中幾乎沒有出現溫差的跡象。
在實驗中,研究人員對塗有這種材料的藍寶石樣品進行加熱,其紅外圖像的溫度在105°到135°攝氏度之間基本保持不變。
法國普瓦捷大學的物理學家Karl Joulain說,這種現象很有趣,但目前這種材料的應用是「相當有限」。
它僅適用於特定的紅外波長的影響。使用其他紅外波長探測,仍然能夠發現物體的溫度變化量。
不過,隨著紅外設備變得更便宜和更普遍,「有很多隱私的影響,」他說。
紅外可以用來進行醫療檢測,或探測薄牆後的熱源。可惜的是,就目前而言,這種偽裝的高溫效果意味著新塗層對隱藏人沒有作用。
原文出處:
https://www.sciencenews.org/article/new-material-could-camouflage-objects-from-infrared-cameras,This material could camouflage objects from infrared cameras,作者:Emily Conover
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