La luce a volte può giocare brutti scherzi ai nostri occhi. Se guardi una superficie lucida, ciò che vedrai dipenderà in gran parte dall'ambiente circostante e dalle condizioni di illuminazione.

I ricercatori di Berkeley hanno ora compiuto un ulteriore passo avanti nella distorsione oculare, trovare un modo per incorporare "esche" visive nelle superfici degli oggetti in un modo che possa indurre le persone a pensare di rilevare un'immagine specifica nell'infrarosso che in realtà non c'è.

In un nuovo articolo pubblicato oggi sulla rivista Materiale avanzato , Junqiao Wu, Professore di scienza e ingegneria dei materiali alla UC Berkeley, e il ricercatore post-dottorato Kechao Tang hanno descritto un processo in cui hanno creato strutture speciali realizzate con pellicole sottili delicatamente ingegnerizzate di biossido di vanadio drogato con tungsteno.

La luce infrarossa è invisibile all'occhio umano, ma può essere rilevato da una serie di dispositivi, come occhiali per la visione notturna e termocamere. I rivestimenti sviluppati dai ricercatori di Berkeley possono sintonizzare efficacemente gli oggetti target in modo che emettano la stessa radiazione infrarossa dell'ambiente circostante, rendendoli invisibili ai dispositivi di rilevamento a infrarossi.

Ma ciò che rende il lavoro dei ricercatori particolarmente nuovo è che possono manipolare i rivestimenti in modo tale che una persona che cerca di visualizzare l'oggetto con un tale dispositivo vedrebbe invece un'immagine falsa.

"Questa struttura offre una piattaforma generale per la manipolazione e l'elaborazione senza precedenti dei segnali infrarossi, " scrivono i ricercatori sul giornale.

Per creare le strutture, Wu e il suo team si sono concentrati sul rivestimento di oggetti con biossido di vanadio drogato con tungsteno, una sostanza che a determinate temperature può sfasare da un isolante, che sopprime la conduttività elettrica, a un metallo, che conduce elettricità.

Con giudiziosa ingegneria del profilo doping, la transizione di fase isolante-metallo può uniformarsi, consentendo alla sostanza di emettere un livello costante di radiazione termica su un'ampia gamma di variazioni di temperatura (15-70 gradi Celsius). Questo stato di equilibrio impedisce a una telecamera di rilevare i veri segnali infrarossi che un oggetto emette normalmente intorno alla temperatura ambiente.

Altri ricercatori hanno esplorato l'occultamento delle emissioni infrarosse con diversi materiali a cambiamento di fase. In precedenza, scienziati dell'Università del Wisconsin a Madison hanno sperimentato l'ossido di nichel di samario, mentre gli ingegneri della Zhejiang University di Hangzhou, La Cina si è concentrata sul germanio-antimonio-tellurio per ottenere il camuffamento termico.

Ma i ricercatori di Berkeley, sostenuto dalla National Science Foundation e dal Bakar Fellows Program, dicono che la loro tecnologia rappresenta diversi progressi. Sono cresciuti strati ultrasottili di biossido di vanadio (meno di 100 nanometri di spessore) su strutture realizzate in vetro borosilicato e zaffiro. Utilizzando laser pulsati, i ricercatori hanno drogato le pellicole con diverse quantità di tungsteno e quindi hanno trasferito il materiale su uno speciale nastro adesivo chiamato nastro in pellicola di polietilene (PE).

I ricercatori dicono che questo metodo fornisce meglio, mimetizzazione più consistente perché il prodotto è meccanicamente flessibile, privo di energia e intrinsecamente autoadattativo alla fluttuazione temporale e alla variazione spaziale della temperatura target.

Inoltre, manipolando la configurazione e la composizione del biossido di vanadio drogato con tungsteno sui rivestimenti applicati al nastro in PE, i ricercatori possono creare un'esca a infrarossi.

"Il modo in cui coltiviamo il materiale cambia l'immagine che le persone alla fine pensano di vedere, " disse Wu.

Nella carta, i ricercatori hanno descritto la codifica delle lettere C-A-L su campioni che in seguito hanno posizionato sulla superficie di un oggetto. Il colore delle lettere rappresenta la temperatura che le persone vedono quando guardano da una telecamera a infrarossi. Per esempio, la C blu mostra che è a 5 gradi Celsius costanti, il blu più chiaro A a 15 gradi Celsius costanti, e la L verde a 25 gradi Celsius costanti, indipendentemente dalla temperatura effettiva dei campioni.

Anche se la temperatura effettiva dell'oggetto varia ampiamente da 35 a 65 gradi Celsius, una persona che osserva l'oggetto attraverso occhiali per la visione notturna vedrà distintamente un "CAL" più freddo che è indipendente dalla temperatura effettiva.

"Possiamo sia cancellare le informazioni reali che creare informazioni false, "Wu ha detto, "CAL rimane fresco quando l'ambiente è caldo."

Questo tipo di tecnologia potrebbe rivelarsi utile per le agenzie militari e di intelligence, mentre cercano di contrastare tecnologie di sorveglianza sempre più sofisticate che rappresentano una minaccia per la sicurezza nazionale. Potrebbe anche incubare la futura tecnologia di crittografia, consentendo di nascondere le informazioni in modo sicuro da accessi non autorizzati.