Forskere skaber lokkemaling, der lurer infrarøde kameraer

Lys kan undertiden spille tricks på vores øjne. Hvis du ser på en skinnende overflade, hvad du ser, vil i høj grad afhænge af det omgivende miljø og lysforholdene.

Berkeley -forskere har nu taget okulær forvrængning et skridt videre, finde en måde at indlejre visuelle "lokkeduer" i overflader af objekter på en måde, der kan narre folk til at tro, at de opdager et bestemt billede i den infrarøde, der faktisk ikke er der.

I et nyt papir offentliggjort i dag i tidsskriftet Avancerede materialer , Junqiao Wu, UC Berkeley professor i materialevidenskab og teknik, og postdoktorforsker Kechao Tang beskrev en proces, hvor de skabte specielle strukturer lavet af delikat konstruerede tynde film af wolframdopet vanadiumdioxid.

Infrarødt lys er usynligt for det menneskelige øje, men kan detekteres af en række enheder, såsom nattsynsbriller og termiske billedkameraer. Belægningerne udviklet af Berkeley -forskere kan effektivt indstille målobjekter til at udsende den samme infrarøde stråling som det omgivende miljø, gør dem usynlige for infrarøde detektionsenheder.

Men det, der gør forskernes arbejde særligt nyt, er, at de kan manipulere belægningerne på en måde, så en person, der forsøger at se objektet med en sådan enhed, i stedet ville se et falsk billede.

"Denne struktur tilbyder en generel platform for hidtil uset manipulation og behandling af infrarøde signaler, "skrev forskerne i avisen.

For at oprette strukturer, Wu og hans team fokuserede på at belægge objekter med wolfram-dopet vanadiumdioxid, et stof, der ved bestemte temperaturer kan faseskifte fra en isolator, som undertrykker elektrisk ledningsevne, til et metal, som leder elektricitet.

Med fornuftig konstruktion af dopingprofilen, isolator-metal faseovergangen kan udjævnes, tillader stoffet at udsende et konstant niveau af termisk stråling over en lang række temperaturvariationer (15-70 grader Celsius). Denne ligevægtstilstand forhindrer et kamera i at registrere de sande infrarøde signaler, som et objekt normalt udsender omkring stuetemperatur.

Andre forskere har undersøgt at skjule infrarøde emissioner med forskellige faseskiftende materialer. Tidligere har forskere ved University of Wisconsin i Madison eksperimenterede med samarium nikkeloxid, mens ingeniører ved Zhejiang University i Hangzhou, Kina fokuserede på germanium-antimon-tellur for at opnå termisk camouflage.

Men Berkeley -forskere, støttet af National Science Foundation og Bakar Fellows Program, sige, at deres teknologi repræsenterer flere fremskridt. De voksede ultratynde lag vanadiumdioxid (mindre end 100 nanometer tykke) på strukturer fremstillet af borsilikatglas og safir. Brug af pulserende lasere, forskere dopede filmene med forskellige mængder wolfram og overførte derefter materialet til et særligt klæbende tape kaldet polyethylen (PE) filmbånd.

Forskerne siger, at denne metode giver bedre, mere konsekvent camouflage, fordi produktet er mekanisk fleksibelt, strømfri og iboende selvtilpasning til tidsmæssige udsving samt rumlig variation af måltemperaturen.

Derudover ved at manipulere konfigurationen og sammensætningen af ​​wolfram-dopet vanadiumdioxid på belægninger påført PE-båndet, forskere kan oprette en infrarød lokkedue.

"Hvordan vi dyrker materialet, ændrer det billede, folk i sidste ende tror, ​​de ser, "Sagde Wu.

I avisen, forskere beskrev kodning af bogstaverne C-A-L på prøver, som de senere placerede på overfladen af ​​et objekt. Bogstavets farve repræsenterer den temperatur, folk ser, når de ser fra et infrarødt kamera. For eksempel, den blå C viser, at den er konstant 5 grader Celsius, den lysere blå A ved en konstant 15 grader Celsius, og den grønne L ved en konstant 25 grader Celsius, uanset prøvernes faktiske temperatur.

Selvom objektets faktiske temperatur varierer meget fra 35-65 grader Celsius, en person, der ser objektet gennem nattesynsbriller, vil tydeligt se et koldere "CAL", der er uafhængigt af den faktiske temperatur.

"Vi kan både slette reelle oplysninger og skabe falske oplysninger, "Wu sagde, "CAL forbliver kølig, når miljøet er varmt."

Denne form for teknologi kan vise sig nyttig for militære og efterretningsagenturer, da de søger at modvirke stadig mere sofistikerede overvågningsteknologier, der udgør en trussel mod den nationale sikkerhed. Det kan også inkubere fremtidig krypteringsteknologi, gør det muligt at skjule oplysninger sikkert for uautoriseret adgang.