يمكن لعباءة “الاختفاء” الجديدة المطبوعة ثلاثية الأبعاد إخفاء الأشياء عن كاميرات الأشعة تحت الحمراء
طور الباحثون أول “عباءة” حرارية ثلاثية الأبعاد متعددة الاتجاهات قادرة على جعل الأشياء غير مرئية لكاميرات الأشعة تحت الحمراء من أي اتجاه. بالمقارنة مع التصميمات السابقة التي عملت فقط في بعدين أو بزاوية واحدة، فإن هذا الجهاز الجديد يوجه الحرارة حول الجسم بدلاً من حجبه فقط، مما يجعله “يبدو كما لو لم يكن هناك شيء”. وقالت شيلي تشانغ، أستاذة الهندسة المدنية والبيئية في جامعة إلينوي أوربانا شامبين: “يجب أن تعمل العباءة الحرارية الحقيقية بغض النظر عن مصدر الحرارة. يمكن لجهازنا إخفاء جسم معقد ثلاثي الأبعاد في عدد لا نهائي من الاتجاهات مع الحفاظ على درجة الحرارة في الداخل مستقرة ومحمية”. نهاية التوقيعات الحرارية؟ عادة، تصدر الأجسام مثل الجنود أو الطائرات بدون طيار أو الرقائق الدقيقة شديدة الحرارة توقيعًا حراريًا مميزًا يجعلها قابلة للاكتشاف بسهولة في الظلام. ومع ذلك، فإن هذه المادة المبتكرة تمحو تمامًا التوقيعات الحرارية من شاشات الأشعة تحت الحمراء عن طريق تغيير كيفية انبعاث الحرارة واكتشافها. لحل مشكلة حيرت علماء المواد لسنوات، عاد الفريق إلى الرياضيات الأساسية لانتقال الحرارة. لم تكن المواد القياسية الجاهزة كافية، مما تطلب بنية جديدة تمامًا للعباءة. والنتيجة هي إطار شبكي معقد مطبوع ثلاثي الأبعاد يشبه قرص العسل عالي التقنية. تم تصنيع هذا الجهاز الهجين ماديًا وتم اختباره بنجاح، ويتميز بشبكة ألومنيوم مطبوعة ثلاثية الأبعاد للتوصيل الحراري العالي، ويتم ملؤها عن طريق صب القالب بمادة منخفضة التوصيل تشبه المطاط. مكنت التعديلات ثلاثية الأبعاد لأبعاد الشبكة من الضبط الدقيق للتوصيل الحراري الموضعي. عندما يضرب الدفء العباءة، فإنه لا يندفع إلى الجسم الموجود بداخلها. ينزلق حول الغلاف الخارجي مثل انقسام الماء حول حجر أملس في النهر، ويتماسك بسلاسة مرة أخرى على الجانب الآخر. بالنسبة لكاميرا الأشعة تحت الحمراء التي تنظر إلى الإعداد، يبدو المشهد الحراري هادئًا تمامًا. يختفي الجسم عن الأنظار. فشلت التقنيات القديمة إذا تغيرت البيئة أو تغيرت زاوية الرؤية، لكن هذا الابتكار يحافظ على وهمه عبر الأسطح المعقدة والبيئات الديناميكية. استخدامات لا تعد ولا تحصى في الاختبار، تم وضع المادة في درجات حرارة شديدة التدرجات، وتم استخدام كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء لتتبع تدفق الحرارة. بالنسبة لمراقب خارجي، بدا مجال درجة الحرارة طبيعيًا تمامًا كما لو أن الجسم المخفي لم يكن موجودًا على الإطلاق. بينما بقي الجزء الداخلي من المنطقة المغطاة في درجة حرارة آمنة وموحدة ومحمية من التقلبات الخارجية. ولتجاوز هذا الظرف، نجح الباحثون في إخفاء أشكال هندسية غير منتظمة للغاية، بما في ذلك نموذج ثلاثي الأبعاد مفصل لرأس بشري. الاستخدامات المستقبلية كثيرة. في مجال التكنولوجيا الاستهلاكية، يمكن للعباءة أن تغير الطريقة التي نتعامل بها مع الحرارة داخل الرقائق الدقيقة التي تتقلص باستمرار، مما يؤدي بشكل مثالي إلى توجيه النقاط الساخنة المدمرة بعيدًا عن الأجهزة الإلكترونية الهشة. وفي الدفاع، فإن القيمة العسكرية صارخة. من المحتمل أن تتحرك الدبابات والطائرات بدون طيار والأفراد عبر الأراضي المعادية مقنعة تمامًا عن أجهزة الاستشعار الحرارية أو المراقبة الحرارية الجوية. وقال تشانغ: “إن أي مجال يحتاج إلى تحكم دقيق في الحرارة أو يحتاج إلى حماية شيء ما من الكشف عنه حرارياً يمكن أن يستفيد من هذا العمل”. “لكننا نراها أيضًا على نطاق أوسع: فهي تتعلق بإخفاء وحماية المعلومات التي تحملها الحرارة.” التالي على رادارهم هو إنشاء عباءات “ذكية”. إنهم يريدون بناء مواد يمكنها استشعار جسم ما يولد حرارة داخلية خاصة به وتبديد تلك الطاقة ديناميكيًا عند الطلب. كان هذا العمل بمثابة جهد دولي، تم تطويره بالشراكة مع الجامعة التقنية في الدنمارك (DTU). ونشرت النتائج في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.
تم النشر: 2026-07-14 14:36:00
