Investigadores de la Universidad Nacional de Taiwán han desarrollado una innovadora estructura de película delgada que combina vidrio metálico con la modalidad Berreman de películas delgadas de epsilon-cerca-de-cero (ENZ). Este avance permite un sistema dual que ofrece camuflaje térmico infrarrojo y gestión térmica en una región de longitud de onda idéntica dentro de la ventana atmosférica. Este desarrollo tiene implicaciones significativas para la tecnología de camuflaje térmico, especialmente en aplicaciones que requieren eficiencia en la gestión del calor.
El camuflaje térmico infrarrojo tiene como objetivo reducir la detectabilidad de un objetivo mediante dispositivos de imagen térmica. En entornos cotidianos, donde la emisividad térmica tiende a ser alta, es crucial considerar la emisividad del entorno de fondo. Las estrategias convencionales de bajo nivel de emisividad funcionan eficazmente solo para objetivos a temperaturas extremadamente altas, lo que limita su utilidad para aplicaciones en un rango de temperatura de habitación a media alta (menos de 350 °C).
Avances en tecnología de camuflaje térmico
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Hsuen-Li Chen del Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales, ha diseñado una estructura multicapa que integra vidrio metálico en la tecnología de camuflaje térmico infrarrojo. Esta combinación permite aprovechar las propiedades ópticas ajustables del vidrio metálico, proporcionando una emisividad versátil para diferentes escenarios de camuflaje térmico.
Por primera vez, se ha logrado combinar vidrio metálico con la modalidad Berreman de películas delgadas ENZ. En las regiones infrarrojas de onda larga (LWIR, 8–14 μm), se observó que el vidrio metálico exhibía propiedades ópticas notables a ángulos de visión pequeños. A medida que el ángulo de visión aumentaba, impulsado por los múltiples modos Berreman de las películas delgadas ENZ, se obtuvo una alta emisividad térmica en polarización transversal-magnética (TM). Este avance permite una gestión térmica eficaz sin comprometer el rendimiento del camuflaje térmico.
Notablemente, la capacidad de enfriamiento de las películas delgadas ENZ sobre el vidrio metálico supera en un 79% a la estrategia convencional de baja emisividad para el camuflaje térmico. Además, las imágenes térmicas demostraron más del 97% de similitud en radiación térmica entre el objetivo y el entorno de fondo, abriendo nuevas posibilidades para avanzar en la tecnología de camuflaje térmico infrarrojo.
Más información:
Pei-Chi Hsieh et al, Epsilon-near-zero thin films in a dual-functional system for thermal infrared camouflage and thermal management within the atmospheric window, Materials Horizons (2024). DOI: 10.1039/D4MH00711E
Proporcionado por
National Taiwan University
