Crean una capa de invisibilidad por flujo termal

Mediante metamateriales especiales, la luz y el sonido pueden pasar alrededor de objetos. Investigadores del KIT han mostrado que los mismos materiales pueden ser usados especificamente para influir en la propagación del calor. Una placa de cobre y silicio estructurada conduce el calor alrededor de un área centra sin que el borde se vea afectado.

Para una capa de invisibilidad termal ambos materiales tiene que estar organizados de forma inteligente. El cobre es un buen conductor del calor, mientras el material de silicio usado, llamado PDMS, es un mal conductor. Proporcionando una delgada placa de cobre con estructuras anulares de silicio, se produce un material que conduce el calor en varias direcciones a velocidades variables. De esta manera, se puede compensar el tiempo empleado para rodear un objeto oculto.

Si una simple placa de metal sólido es calentada en el borde izquierdo, el calor migra uniformemente al lado derecho. La temperatura de la placa decrece de derecha a izquierda. Exactamente el mismo comportamiento se exhibe en el nuevo metamaterial consistente en cobre y silicio por fuera de la estructura anular. No penetra calor dentro. Fuera, no hay indicación de lo que pasa en el interior..

Estos resultados revelan que la transformación de métodos ópticos puede ser un área completamente diferente de la termodinámica. En el KIT fue desarrollada la primera capa de invisibilidad tridimensional por luz visible. Mientras que las ópticas y acústicas están basadas en la propagación de ondas, el calor es una medida del movimiento desordenado de átomos. Aún así, se pueden usar descripciones matemáticas básicas para calcular las estructuras teniendo el efecto de una capa de invisibilidad. Los los métodos denominados transformaciones ópticas, se calcula una distorsión de las coordenadas que describen el sistema. Aritméticamente hablando, un objeto extenso desaparece en un punto infinitamente pequeño. Esta distorsión virtual puede ser mapeada en la estructura metamaterial real que pasa la luz incidente alrededor del objeto a ocultar, incluso si no existe.

Las capas de invisibilidad termal son un campo bastante nuevo en la ciencia básica. A largo plazo, podrían aplicarse en áreas donde sea necesario un manejo efectivo del calor, como por ejemplo en microchips, componentes eléctricos o máquinas.

Via KIT