Les caméras infrarouges sont les yeux sensibles à la chaleur qui aident les drones à trouver leurs cibles, même en pleine nuit ou dans un épais brouillard.

Se cacher de ces détecteurs pourrait devenir beaucoup plus facile, grâce à un nouveau matériau de camouflage qui rend les objets et les personnes pratiquement invisibles.

"Ce que nous avons montré, c'est une 'feuille' furtive ultrafine. À l'heure actuelle, ce que les gens ont, c'est une armure métallique beaucoup plus lourde ou des couvertures thermiques, " dit Hongrui Jiang, le professeur Lynn H. Matthias et le professeur Vilas Distinguished Achievement de génie électrique et informatique à l'Université du Wisconsin-Madison.

Les objets chauds comme les corps humains ou les moteurs de chars émettent de la chaleur sous forme de lumière infrarouge, et la nouvelle feuille de furtivité, décrit le 15 juin 2018, dans la revue de recherche Matériaux d'ingénierie avancés , offre des améliorations substantielles par rapport aux autres technologies de masquage thermique.

"C'est une question de poids, le coût et la facilité d'utilisation, " dit Jiang.

Mesurant moins d'un millimètre de large, soit à peu près l'épaisseur de 10 pages de papier, la feuille mince absorbe environ 94 % de la lumière infrarouge qu'elle rencontre. Le piégeage de tant de lumière signifie que les objets chauds sous le matériau de camouflage deviennent presque complètement invisibles pour les détecteurs infrarouges.

Surtout, le matériau furtif peut fortement absorber la lumière dans la gamme infrarouge dite moyenne et longue longueur d'onde, qui est le type de lumière émise par des objets à environ la température du corps humain.

Quoi de plus, en incorporant des éléments chauffants électroniques dans la feuille furtive, les chercheurs ont créé un déguisement high-tech pour tromper les caméras infrarouges.

"Vous pouvez tromper intentionnellement un détecteur infrarouge en présentant une fausse signature thermique, " dit Jiang. " Il pourrait cacher un char en présentant ce qui ressemble à un simple garde-corps d'autoroute. "

Pour piéger la lumière infrarouge, Jiang et ses collègues se sont tournés vers un matériau unique appelé silicium noir, qui est généralement incorporé dans les cellules solaires. Le silicium noir absorbe la lumière car il se compose de millions d'aiguilles microscopiques (appelées nanofils) pointant toutes vers le haut comme une forêt dense - la lumière entrante se réfléchit entre les flèches verticales, rebondir dans le matériau au lieu de s'échapper.

Bien que le silicium noir soit connu depuis longtemps pour absorber la lumière visible, Jiang et ses collègues ont été les premiers à voir le potentiel du matériau à piéger l'infrarouge, et ils ont renforcé ses propriétés d'absorption en peaufinant la méthode par laquelle ils ont créé leur matériau.

"Nous n'avons pas complètement réinventé l'ensemble du processus, mais nous avons étendu le processus à des nanofils beaucoup plus grands, " dit Jiang.

Ils fabriquent ces nanofils en utilisant de minuscules particules d'argent pour aider à graver une fine couche de silicium solide, ce qui se traduit par un fourré d'aiguilles hautes. Les nanofils et les particules d'argent contribuent à absorber la lumière infrarouge.

Le silicium noir des chercheurs a également un support flexible entrecoupé de petits canaux d'air. Ces canaux d'air empêchent la feuille furtive de chauffer trop rapidement car elle absorbe la lumière infrarouge.

Actuellement, Jiang et ses collègues travaillent à la mise à l'échelle de leur prototype pour des applications réelles avec l'aide du programme UW-Madison Discovery to Product (D2P). Ils ont reçu un brevet américain à l'automne 2017 pour l'utilisation du matériau en furtivité, et la Wisconsin Alumni Research Foundation, ou WARF, la branche de brevetage et de licence technologique d'UW-Madison, poursuit activement deux demandes de brevet supplémentaires.