Покрытие-хамелеон обманывает тепловизор
В ходе испытаний исследователи нагревали образец. Поначалу он вел себя вполне предсказуемо: при температуре 60 °C выглядел в объективе ИК-камеры сине-зеленым, при 74 °C — темно-красным. Но затем произошло нечто необычное: при 80 °C образец стал казаться не теплее, чем 60 °C, а при 85 °C — и того холоднее.
В основе покрытия нового типа — тонкая пленка оксида ванадия, электрические свойства которого заметно меняются с повышением температуры. Так, при комнатной температуре чистый оксид ванадия является изолятором, но при более высоких температурах он переходит в проводящее состояние. Одновременно с изменением электрических свойств меняются и оптические. Это значит, что при использовании оксида ванадия можно добиться различных эффектов, проявляющихся с изменением температуры — например, создать тепловой камуфляж.
Способность оксида ванадия переходить из диэлектрического состояния в проводящее известна с 1959 года. Однако температурные изменения в объемных кристаллах оксида ванадия, как правило, сопровождаются нарушениями структуры, что делает практическое использование данного материала весьма затруднительным. Однако тонкопленочные образцы, полученные материаловедами из Гарварда, гораздо более стабильны. Ученые выяснили, что поведение наноразмерных структур, которые естественным образом формируются в оксиде ванадия во время температурного перехода, можно контролировать, тем самым меняя свойства материала. Введя в образец примеси других веществ (например, методом легирования), можно получить материалы с необычными свойствами.
Так, при легировании оксида ванадия вольфрамом, температура перехода может быть приравнена к комнатной, а диапазон температур, в котором проявляются необычные свойства образца, может быть расширен.
Помимо маскировки, необычные свойства пленок из оксида ванадия могут быть использованы для ускорения или замедления охлаждения различных конструкций — от жилых домов до спутников.
По сообщению Harvard SEAS