Kvanttimateriaalia vaikkapa naamiointiin02.01.2020
Infrapunakamerat tunnistavat ihmiset ja muut esineet niiden emittoiman lämmön avulla. Nyt tutkijat ovat löytäneet erään materiaalin piilevän kyvyn piilottaa kohde peittämällä sen paljastavat lämpöominaisuudet. Materiaalista tekee erityisen sen kvanttiluonne - ominaisuudet, joita klassinen fysiikka ei voi selittää. Tutkimus on askel lähemmäksi kvanttimateriaalien potentiaalien vapauttamista. Tutkimuksen tekivät Wisconsin-Madisonin, Harvardin ja Purduen yliopistojen, MIT:n ja Brookhaven laboratorion tutkijat ja insinöörit. Lämpökameroiden huijaaminen ei ole uusi asia. Muutaman viime vuoden aikana tutkijat ovat kehittäneet grafeenista ja mustasta piistä valmistettuja materiaaleja, jotka leikkivät sähkömagneettisella säteilyllä ja piilottavat myös esineitä infrapunakameroilta. Suurimmalle osalle kiintoaineista lämpöä emittoiva teho kasvaa monotonisesti lämpötilan kanssa suhteessa yksi-yhteen, mikä mahdollistaa sovellukset, kuten infrapunakuvauksen ja kosketuksettoman lämpötilamittauksen. Mutta nyt kehitetty menettely tukahduttaa kohteesta tulevan lämpötilaa koskevan informaation. Löytö ei riko mitään fysiikan lakeja, mutta ehdottaa, että nämä lait saattavat olla joustavampia kuin perinteisesti ajatellaan. Kvantti-ilmiöihin liittyy yleensä yllätyksiä. Useat samarium-nikkeli-oksidi materiaalin ominaisuudet ovat olleet arvoitus siitä lähtien kun se löydettiin muutama vuosikymmen sitten. Lisäksi samariumnikkelioksidi on yksi harvoista materiaaleista, jotka voivat siirtyä eristävästä faasista johtavaan vaiheeseen korkeissa lämpötiloissa. Wisconsin-Madisonin tutkija Mikhail Kats epäili, että tällä ominaisuudella olevat materiaalit saattavat kyetä erottamaan lämpötilan ja termisen säteilyn. Laboratoriossa samariumnikkelioksidia kuumennettaessa se ei sitä osoittanut ja ylläpiti tätä vaikutusta välillä 105 - 135 astetta Celsiusta. Siten terminen valoemissio ja lämpötila kytkeytyvät pois toisistaan tällä 30 asteen alueella. "Teknisesti lämpösäteilyllä on lupaus hallita lämmönsiirtoa ja tehdä joko helpommaksi tai vaikeammaksi tunnistaa ja tutkia kohteita infrapunakuvan avulla", toteaa apulaisprofessori Kats. Hänen mukaan tämä tutkimus avaa tietä myös uuden tyyppisen optiikan valmistamiseksi ja jopa itse infrapunakameroiden parantamiseksi. Aiheesta aiemmin: Näyttää viileämmältä vaikka kuumenee Ionijohteita uusille teknologioille |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.