As câmeras infravermelhas detectam pessoas e outros objetos pelo calor que emitem. Agora, pesquisadores descobriram a incrível capacidade de um material de ocultar um alvo, mascarando suas propriedades de calor reveladoras.

O efeito funciona para uma gama de temperaturas que um dia podem incluir humanos e veículos, apresentando um ativo futuro para tecnologias furtivas, dizem os pesquisadores.

O que torna o material especial é sua natureza quântica - propriedades inexplicáveis ​​pela física clássica. O estudo, publicado hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences , está um passo mais perto de desbloquear todo o potencial do material quântico.

O trabalho foi conduzido por cientistas e engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison, Universidade de Harvard, Universidade de Purdue, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts e o Laboratório Nacional de Brookhaven.

Enganar as câmeras infravermelhas não é novidade. Ao longo dos últimos anos, pesquisadores desenvolveram outros materiais feitos de grafeno e silício preto que brincam com a radiação eletromagnética, também escondendo objetos das câmeras.

Mas como o material quântico neste estudo engana uma câmera infravermelha é único:ele desacopla a temperatura de um objeto de sua radiação de luz térmica, o que é contra-intuitivo com base no que se sabe sobre como os materiais se comportam de acordo com as leis fundamentais da física. O desacoplamento permite que as informações sobre a temperatura de um objeto sejam ocultadas de uma câmera infravermelha.

A descoberta não viola nenhuma lei da física, mas sugere que essas leis podem ser mais flexíveis do que se pensa convencionalmente.

Os fenômenos quânticos tendem a vir com surpresas. Várias propriedades do material, óxido de samário níquel, têm sido um mistério desde sua descoberta há algumas décadas.

Shriram Ramanathan, professor de engenharia de materiais em Purdue, investigou o óxido de níquel samário nos últimos 10 anos. No início deste ano, O laboratório de Ramanathan co-descobriu que o material também tem a capacidade contra-intuitiva de ser um bom isolante de corrente elétrica em ambientes de baixo oxigênio, ao invés de um condutor instável, quando o oxigênio é removido de sua estrutura molecular.

Adicionalmente, o óxido de samário-níquel é um dos poucos materiais que pode passar de uma fase isolante para uma fase condutora em altas temperaturas. O pesquisador da Universidade de Wisconsin-Madison, Mikhail Kats, suspeitou que materiais com essa propriedade poderiam ser capazes de desacoplar a temperatura e a radiação térmica.

"Há uma promessa de engenharia de radiação térmica para controlar a transferência de calor e tornar mais fácil ou mais difícil identificar e sondar objetos por meio de imagens infravermelhas, "disse Kats, professor associado de engenharia elétrica e da computação.

O laboratório de Ramanathan criou filmes de óxido de níquel samário em substratos de safira para serem comparados com materiais de referência. O grupo de Kats mediu a emissão espectroscópica e capturou imagens infravermelhas de cada material à medida que era aquecido e resfriado. Ao contrário de outros materiais, o óxido de samário-níquel quase não parecia mais quente quando era aquecido e mantinha esse efeito entre 105 e 135 graus Celsius.

"Tipicamente, quando você aquece ou resfria um material, a resistência elétrica muda lentamente. Mas para o óxido de samário e níquel, a resistência muda de uma maneira não convencional de um estado isolante para um estado condutor, que mantém suas propriedades de emissão de luz térmica quase as mesmas para uma determinada faixa de temperatura, "Ramanathan disse.

Como a emissão de luz térmica não muda quando a temperatura muda, isso significa que os dois estão desacoplados em um intervalo de 30 graus.

De acordo com o Kats, este estudo abre caminho não apenas para ocultar informações de câmeras infravermelhas, mas também para fazer novos tipos de ótica e até mesmo melhorar as próprias câmeras infravermelhas.

"Estamos ansiosos para explorar este material e os óxidos de níquel relacionados para componentes de câmeras infravermelhas, como filtros sintonizáveis, limitadores ópticos que protegem sensores, e novos detectores de luz sensíveis, "Kats disse.