Продемонстрирован плащ-невидимка для тепла

Новый метод тепловой «маскировки» объектов поможет избежать перегрева аккумуляторов смартфонов и другой носимой электроники.

Сингапурские исследователи во главе с Чэнвэй Цю (Cheng-Wei Qiu) из местного Национального университета создали трёхслойную «мантию-невидимку», изолирующую объекты от внешних источников тепла.

Для этого «мантия» сочетает внешний слой — лист металла с высокой степенью теплопроводности — и внутреннюю теплоизоляцию из экструдированного пенополистирола. Среды, окружавшая маскируемый объект, по теплопроводности находились примерно посередине между внешним металлом и внутренним теплоизолятором.

Тепловая «мантия-невидимка» может быть как цилиндрической, так и сферической. (Здесь и ниже иллюстрации Cheng-Wei Qiu et al.)

Учёные представили формулу, позволяющую рассчитать толщину слоёв для тепловой «маскировки» объекта любого радиуса, и продемонстрировали цилиндрическую «мантию», которая при нагреве одной стороны до 60 °C и охлаждении противоположной до 0 °C для стороннего наблюдателя выглядела совершенно не мешающей распространению тепла. Как если бы никакого маскируемого объекта и самой «мантии» в этом месте вообще не было: съёмки в ИК-диапазоне показали картину эффективной маскировки. При этом как внешний алюминиевый слой, так и пенополистирол практически не подвергались резким температурным колебаниям, изменения же затрагивали лишь внешний слой и только в той мере, что были свойственны среде в целом.

Резкие колебания температуры обходят маскируемую область стороной.

Как использовать подобные конструкции на практике? Думается, они могут быть полезными в мобильных устройствах, где аккумуляторы очень чувствительны к температуре: перегрев угрожает им взрывом, а переохлаждение снижает ёмкость. Если такая защита будет создана (а она может быть не только цилиндрической, но и сферической, а также более сложных форм), батарея телефона останется не потревоженной даже резкими колебаниями температур, что значительно повысит её потребительские качества.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Александр Березин