На экране тепловизора теплый предмет выглядит как яркое пятно на холодном фоне. Исследователи из США и Дании разработали устройство, которое убирает это пятно: тепло обтекает спрятанную вещь и движется дальше так, будто препятствия не существовало.

Это первый физически изготовленный трехмерный тепловой плащ. Он скрывает сложные объекты почти со всех сторон. В отличие от обычной теплоизоляции, которая останавливает тепло, здесь его перенаправляют. Для тепловизора картина температур остается почти неизменной.

Как работает тепловой плащ

Ранее тепловые плащи работали только на плоской поверхности или в одном направлении. Если тепло шло с другой стороны, объект становился заметным из-за искажения температуры.

«Настоящий тепловой плащ должен работать независимо от того, откуда идет тепло, — говорит исследовательница Шелли Чжан. — Наше устройство скрывает сложный трехмерный объект с множества направлений и одновременно поддерживает стабильную температуру внутри».

Теория существовала давно: она рассчитывает путь тепла так, чтобы температурное поле вокруг казалось ненарушенным. Сложность заключалась в производстве. Разные участки плаща должны проводить тепло с разной скоростью и в разных направлениях.

Решение нашли в решетчатой структуре. Алюминиевую решетку напечатали на 3D-принтере — она хорошо проводит тепло. Пустоты залили резиноподобным материалом, который почти не пропускает тепло. Так создали управляемый маршрут: где-то поток ускоряется, где-то замедляется и в итоге обходит объект.

Испытания и ограничения

В лаборатории конструкцию разместили между горячей и холодной зонами. Тепловизор показывал, что объекта нет: тепло проходило мимо защищенного участка и смыкалось за ним без искажений. Внутри температура оставалась ровной.

Затем скрывали сложные трехмерные формы, в частности фигуры, похожие на человеческие головы. Метод справился и с неровной геометрией.

Есть важное ограничение. Плащ рассчитан на тепло, которое приходит извне. Скрыть предмет, который греется сам, значительно сложнее: его собственное тепло будет накапливаться внутри и рано или поздно выдаст расположение.