Avez-vous déjà entendu parler de la cape d'invisibilité ? Il manipule la façon dont la lumière se déplace le long de la cape pour dissimuler un objet placé derrière elle. De la même manière, la cape thermique est conçue pour cacher les objets chauffés des détecteurs infrarouges sans déformer la température à l'extérieur de la cape. Les matériaux pour de telles capes devraient offrir une conductivité thermique nulle pour aider à camoufler la chaleur. Maintenant, Liujun Xu et ses collègues de l'Université Fudan, Shanghaï, Chine, ont exploré un nouveau mécanisme pour concevoir de tels matériaux. Ces résultats publiés dans EPJ B pourrait avoir des implications pour manipuler le transfert d'énergie thermique comme un moyen de réduire en fin de compte le gaspillage de chaleur provenant des combustibles fossiles et aider à atténuer les crises énergétiques.
Dans ce travail, pour la première fois, les auteurs vérifient expérimentalement que la composition interne des matériaux, qui présente une structure périodique non uniforme, peut présenter une conduction thermique quasi uniforme. Faire cela, ils utilisent une caméra infrarouge pour détecter la chaleur dans des échantillons expérimentaux placés entre un bain chaud et un bain froid. Ces résultats confirment leurs propres équations prédisant la conductivité thermique du matériau périodique.
Pour obtenir l'illusion thermique souhaitée, ils reposent sur une conduction thermique quasi-uniforme. Au lieu de produire une illusion omnidirectionnelle, montrant des objets avec la même signature de température quel que soit l'angle d'observation, les auteurs introduisent ce qu'ils appellent l'illusion thermique de Janus. Il comporte un objet dont la chaleur n'est pas détectable dans une direction, formant ainsi une illusion invisible. Par contre, il présente une signature thermique différente de sa signature réelle le long de l'axe vertical, formant ainsi un autre type d'illusion, qui est visible mais n'affiche pas la réalité.
Pour supprimer l'influence de la convection thermique et du rayonnement de leurs résultats expérimentaux, les auteurs effectuent également des simulations. Ceux-ci contribuent à leur tour à développer le concept de « diodes thermiques d'illusion », qui abordent l'illusion thermique comme un degré de liberté supplémentaire pour la gestion de la chaleur. Finalement, ces diodes pourraient être appliquées dans des domaines nécessitant à la fois un camouflage thermique et une rectification thermique.
