光有時(shí)會(huì)迷惑我們的眼睛。對(duì)于看起來很光亮的表面,人眼的響應(yīng)其實(shí)很大程度上取決于周圍的環(huán)境和光照條件。
據(jù)外媒報(bào)道,加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)出了一種將視覺“誘餌”植入物體表面的方法,可以誘騙紅外熱像儀檢測(cè)到實(shí)際不存在的特定圖像。
即使環(huán)境溫度很高,但上圖中的字母C-A-L看起來也很“涼爽”。加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)了一種涂層,能夠誘騙紅外熱像儀對(duì)特定區(qū)域的溫度感知。
在近日發(fā)表于《先進(jìn)材料》的一篇論文中,加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程系吳軍橋(Junqiao Wu)教授和博士后研究員Kechao Tang介紹了他們用精心設(shè)計(jì)的摻鎢二氧化釩薄膜制造這種特殊結(jié)構(gòu)。
紅外光對(duì)人眼來說是不可見的,但是可以用多種紅外設(shè)備進(jìn)行探測(cè),比如夜視鏡和熱像儀等。伯克利研究人員開發(fā)的涂層可以有效地調(diào)節(jié)目標(biāo)物體,使其發(fā)射與周圍環(huán)境相同的紅外輻射,從而使紅外探測(cè)設(shè)備無法分辨。
不過,令這項(xiàng)研究特別新穎的是,他們可以操縱涂層,使利用紅外設(shè)備觀測(cè)的用戶看到并非實(shí)際的假象。
研究人員在論文中介紹稱:“這種結(jié)構(gòu)為紅外信號(hào)操縱和處理提供了一種前所未有的通用平臺(tái)。”
為了制造這種結(jié)構(gòu),吳軍橋教授及其團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究了摻雜鎢的二氧化釩,這種物質(zhì)在一定溫度下可以從低溫絕緣體向?qū)щ娊饘傧噢D(zhuǎn)變。
通過對(duì)摻雜分布進(jìn)行精心設(shè)計(jì),絕緣體-金屬相變可以均勻化,從而使物質(zhì)在很寬的溫度變化范圍內(nèi)(15-70攝氏度)發(fā)射恒定水平的熱輻射。這種平衡狀態(tài),可以使熱像儀無法探測(cè)物體在室溫范圍發(fā)出的真實(shí)紅外信號(hào)。
類似的,還有其他研究人員探索了用不同的相變材料來隱藏紅外輻射。例如,美國威斯康星州大學(xué)麥迪遜分校的科學(xué)家們研究了氧化釤鎳材料,而中國杭州浙江大學(xué)的研究人員則重點(diǎn)研究了鍺-銻-碲材料,來實(shí)現(xiàn)熱偽裝。
伯克利的這項(xiàng)研究受到了美國國家科學(xué)基金會(huì)和Bakar Fellows Program的支持,他們的研究取得了多項(xiàng)進(jìn)展。他們?cè)谟膳鸸杷猁}玻璃和藍(lán)寶石制成的結(jié)構(gòu)上生長了超薄的二氧化釩層(厚度不到100納米)。利用脈沖激光,研究人員在薄膜中摻雜了不同量的鎢,然后將這種材料轉(zhuǎn)移到一種特殊的聚乙烯薄膜膠帶上。
研究人員稱,這種方法具有機(jī)械柔性,無需耗能,且對(duì)于目標(biāo)溫度具有固有的時(shí)間和空間自適應(yīng)能力,提供了更好更一致的偽裝。通過控制聚乙烯膠帶涂層上鎢摻雜二氧化釩的結(jié)構(gòu)和成分,研究人員可以制造出一種紅外“誘餌”。
“我們?nèi)绾紊L這些材料,可以改變?nèi)藗冏罱K認(rèn)為他們看到的圖像?!眳墙淌诜Q。在這篇論文中,研究人員介紹了他們?nèi)绾螌⒆帜窩-A-L編碼到樣本上,然后將這些樣本放在物體表面。字母的顏色可以代表人們從紅外相機(jī)中看到的溫度。例如,無論樣本的實(shí)際溫度如何,藍(lán)色C表示溫度恒定為5攝氏度,淺藍(lán)色A表示溫度恒定為15攝氏度,而綠色L表示溫度恒定為25攝氏度。
盡管物體的實(shí)際溫度在35-65攝氏度之間變化很大,但通過紅外相機(jī),人們會(huì)清楚地看到與實(shí)際溫度無關(guān)的低溫“C-A-L”字母。吳教授表示:“我們既可以抹去真實(shí)的信息,也可以創(chuàng)造虛假的信息。環(huán)境溫度再高,C-A-L都能保持低溫?!?
可以想見,這種技術(shù)對(duì)于軍事和情報(bào)機(jī)構(gòu)是有用的,因?yàn)樗麄兛梢宰柚箤?duì)國家安全構(gòu)成威脅的日益復(fù)雜的監(jiān)視技術(shù)。此外,它還可能孕育未來的加密技術(shù),使信息可以更安全地隱藏起來,防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。