La capa térmica de la impresora 3D hace que los objetos sean invisibles para las cámaras infrarrojas

Un equipo de investigación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha desarrollado un tipo de capa térmica hecha utilizando tecnología de impresión 3D que hace que los objetos sean invisibles para las cámaras infrarrojas. El dispositivo funciona redirigiendo el calor alrededor del objeto en lugar de bloquearlo, haciendo que el objeto parezca inexistente para los sensores infrarrojos. Sin embargo, los objetos que se ocultan no deben generar su propio calor. La capa térmica también proporciona protección contra temperaturas extremas mientras se mantiene la estabilidad interna.

Según Shelly Zhang, profesora de ingeniería civil y ambiental de la universidad, el nuevo diseño funciona independientemente de la dirección de la que se origina el calor. "Nuestro componente puede ocultar objetos 3D complejos de infinitas direcciones mientras mantiene la temperatura interior estable y protegida", dijo. "Los diseños anteriores se limitaban a ocultar objetos desde ángulos específicos, esencialmente bidimensionales o a lo largo de una única ruta de flujo de calor".

El material utilizado en la capa térmica es una nueva estructura híbrida compuesta por una celosía metálica llena de una sustancia similar al caucho que tiene baja conductividad térmica. Esta combinación permite que la capa guíe el calor alrededor del objeto de manera eficiente. Los investigadores probaron las capas térmicas en varias formas geométricas complejas, incluidas formas similares a la cabeza. Utilizando cámaras infrarrojas, observaron cómo fluía el calor alrededor de los objetos envueltos. El campo de temperatura resultante aparecía como si el objeto no estuviera allí, mientras que la temperatura interna permanecía en gran medida sin cambios. Las capas térmicas experimentales demostraron niveles de rendimiento no vistos anteriormente en tales aplicaciones.

Los usos potenciales de la tecnología abarcan múltiples campos, particularmente en seguridad y defensa. Podría permitir que el equipo permanezca oculto de los sistemas de vigilancia infrarrojos. Además, las capas podrían proteger cualquier objeto de condiciones de calor extremo. Los investigadores tienen como objetivo desarrollar capas térmicas multifuncionales más avanzadas capaces de ocultar objetos que emiten su propio calor. Estas versiones futuras necesitarían administrar el calor dentro del área protegida concentrándolo, distribuyéndolo y dirigiéndolo según sea necesario. La financiación para la investigación proviene de varias organizaciones, incluida la National Science Foundation, la Villum Foundation y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea.

El equipo continúa explorando formas de mejorar la funcionalidad y versatilidad de la tecnología de camuflaje térmico. El desarrollo representa un avance significativo en la ciencia de los materiales y la gestión térmica. Al aprovechar las capacidades de impresión 3D, los investigadores han creado una solución flexible que se puede adaptar a diferentes formas y tamaños. La capacidad de manipular el flujo de calor de esta manera abre posibilidades tanto para aplicaciones prácticas como para una mayor exploración científica. Los investigadores están trabajando actualmente en refinar la composición del material y el diseño estructural de las capas térmicas para mejorar su eficiencia y adaptabilidad.

También están investigando métodos para integrar funcionalidades adicionales en las capas, como la regulación de calor en tiempo real y la respuesta dinámica a las condiciones ambientales cambiantes. El éxito del proyecto destaca el potencial de la colaboración interdisciplinaria entre ingenieros, físicos y científicos de la computación. Los modelos matemáticos basados en los principios de transferencia de calor guiaron el proceso de diseño, asegurando un rendimiento óptimo. A medida que la tecnología madura, podría conducir a innovaciones en áreas que van desde aplicaciones militares hasta infraestructura civil y equipo de protección personal.

Se planean estudios adicionales para evaluar la durabilidad a largo plazo y la efectividad de las capas térmicas en varios escenarios operativos.El equipo tiene como objetivo realizar pruebas extensas para validar la confiabilidad y escalabilidad de la tecnología antes de avanzar hacia la comercialización.