Hai mai sentito parlare del mantello dell'invisibilità? Manipola il modo in cui la luce viaggia lungo il mantello per nascondere un oggetto posto dietro di esso. Allo stesso modo, il mantello termico è progettato per nascondere oggetti riscaldati dai rilevatori a infrarossi senza distorcere la temperatura all'esterno del mantello. I materiali per tali mantelli dovrebbero offrire una conduttività termica pari a zero per aiutare a camuffare il calore. Ora, Liujun Xu e colleghi della Fudan University, Shanghai, Cina, hanno esplorato un nuovo meccanismo per la progettazione di tali materiali. Questi risultati pubblicati in EPJ SI potrebbe avere implicazioni per la manipolazione del trasferimento di energia termica come un modo per ridurre in definitiva lo spreco di calore dai combustibili fossili e aiutare a mitigare le crisi energetiche.
In questo lavoro, per la prima volta gli autori verificano sperimentalmente che la composizione interna dei materiali, che presenta una struttura periodica non uniforme, può mostrare una conduzione del calore quasi uniforme. Fare così, usano una telecamera a infrarossi per rilevare il calore in campioni sperimentali posti tra un bagno caldo e uno freddo. Questi risultati confermano le proprie equazioni che prevedono la conduttività termica del materiale periodico.
Per ottenere l'illusione termica desiderata, si basano su una conduzione del calore quasi uniforme. Invece di produrre un'illusione omnidirezionale, mostrando oggetti con la stessa segnatura di temperatura indipendentemente dall'angolo di osservazione, gli autori introducono quella che chiamano l'illusione termica di Janus. Presenta un oggetto il cui calore non è rilevabile da una direzione, formando così un'illusione invisibile. Al contrario, presenta una segnatura termica diversa dalla sua effettiva segnatura lungo l'asse verticale, formando così un diverso tipo di illusione, che è visibile ma non mostra la realtà.
Per rimuovere l'influenza della convezione termica e della radiazione dai loro risultati sperimentali, gli autori eseguono anche simulazioni. Questi a loro volta aiutano a sviluppare il concetto di "diodi termici illusori", che si avvicinano all'illusione termica come un ulteriore grado di libertà per la gestione del calore. In definitiva, questi diodi potrebbero essere applicati in campi che richiedono sia il camuffamento termico che la rettifica termica.
