Un revêtement ultrafin développé par les ingénieurs de l'Université du Wisconsin-Madison bouleverse un phénomène physique omniprésent des matériaux lié au rayonnement thermique :plus un objet devient chaud, plus il brille.

Le nouveau revêtement, conçu à partir d'oxyde de nickel samarium, un matériau accordable unique - utilise un peu de supercherie de température.

"C'est la première fois que la température et l'émission de lumière thermique sont découplées dans un objet solide. Nous avons construit un revêtement qui 'brise' la relation entre la température et le rayonnement thermique d'une manière très particulière, " dit Mikhail Kats, un professeur UW-Madison de génie électrique et informatique. "Essentiellement, il existe une plage de température dans laquelle la puissance du rayonnement thermique émis par notre revêtement reste la même."

Actuellement, cette plage de température est assez petite, entre 105 et 135 degrés Celsius environ. Avec le développement ultérieur, cependant, Kats dit que le revêtement pourrait avoir des applications dans le transfert de chaleur, camoufler et, à mesure que les caméras infrarouges deviennent largement disponibles pour les consommateurs, même dans les vêtements pour protéger la vie privée des gens.

Kats, les membres de son groupe, et leurs collaborateurs à UW-Madison, Université Purdue, Université de Harvard, Le Massachusetts Institute of Technology et le Brookhaven National Laboratory ont publié les détails de l'avancée cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Le revêtement lui-même émet une quantité fixe de rayonnement thermique quelle que soit sa température. C'est parce que son émissivité - le degré auquel un matériau donné émettra de la lumière à une température donnée - diminue en fait avec la température et annule son rayonnement intrinsèque, dit Alireza Shahsafi, un étudiant au doctorat dans le laboratoire de Kats et l'un des principaux auteurs de l'étude.

« Nous pouvons imaginer un avenir où l'imagerie infrarouge est beaucoup plus courante, ayant un impact négatif sur la vie privée, " dit Shahsafi. " Si on pouvait recouvrir l'extérieur d'un vêtement ou même d'un véhicule avec un revêtement de ce type, une caméra infrarouge aurait plus de mal à distinguer ce qui se trouve en dessous. Voyez-le comme un bouclier de confidentialité infrarouge. L'effet repose sur des changements dans les propriétés optiques de notre revêtement en raison d'un changement de température. Ainsi, le rayonnement thermique de la surface est considérablement modifié et peut confondre une caméra infrarouge."

Dans le laboratoire, Shahsafi et d'autres membres du groupe de Kats ont démontré l'efficacité du revêtement. Ils ont suspendu deux échantillons - un morceau de saphir enduit et une pièce de référence sans revêtement - à partir d'un appareil de chauffage de sorte qu'une partie de chaque échantillon touchait l'appareil de chauffage et le reste était suspendu dans un air beaucoup plus froid. Lorsqu'ils ont visualisé chaque échantillon avec une caméra infrarouge, ils ont vu un gradient de température distinct sur le saphir de référence, du bleu profond au rose, rouge, orange et presque blanc, tandis que l'image thermique du saphir enduit est restée largement uniforme.

Un effort d'équipe était essentiel à la réussite du projet. Le groupe de Shriram Ramanathan, collaborateur de Purdue, a synthétisé l'oxyde de nickel samarium et a effectué une caractérisation détaillée des matériaux. Des collègues du MIT et du Brookhaven National Laboratory ont utilisé la lumière vive d'un synchrotron accélérant les particules pour étudier le comportement du revêtement au niveau atomique.