Usando una película finísima de óxido de vanadio, un material poco usado, que experimenta cambios electrónicos esenciales cuando alcanza una temperatura determinada científicos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard han desarrollado un novedoso sistema de camuflaje en frente de las cámaras térmicas (infrarrojas).

La Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard ha dado un paso adelante en la creación de un camuflaje activo a través de la aplicación de una capa de un compuesto químico que oculta su temperatura a las cámaras térmicas (infrarrojas).

Un equipo de físicos de la citada escuela, en una prueba de laboratorio, puso la nueva capa en una placa caliente y observó a través de una cámara infrarroja los cambios que se generaban conforme aumentaba su temperatura; al comienzo, se comportaba como se aguardaba, incrementando más la luz infrarroja cuando más se calentaba la placa: a sesenta grados aparecía de color azul-verdoso y a los setenta grados era de color amarillo-rojizo.

A los setenta y cuatro grados se volvía de color colorado profundo, mas entonces ocurrió algo extraño: la radiación térmica bajó rápidamente; a los ochenta grados parecía azul (tal y como si estuviera a sesenta grados ), y a los ochenta y cinco grados parecía aun más fría. El efecto era reversible y repetible, y se hizo en muchas ocasiones.

Estos sorprendentes resultados, publicados en la publicación Physical Review X (publicación abierta de la American Physical Society), ilustran el potencial de una nueva clase de materiales para aplicaciones militares y civiles.

El estudioso primordial, Federico Capasso, maestro de la cátedra Robert L. Wallace de Física Aplicada y también estudioso primordial Vinton Hayes en Ingeniería Eléctrica en la SEAS de Harvard, pronostica que, con solo pequeños ajustes, la capa podría usarse como un nuevo género de camuflaje térmico o bien como un género de baliza cifrada que dejaría a los soldados comunicar su ubicación en el campo de batalla de forma enmascarada.

El secreto de esta tecnología se fundamenta en una película finísima de óxido de vanadio, un material poco empleado, que experimenta cambios electrónicos esenciales cuando alcanza una temperatura determinada. A la temperatura de una habitación, por servirnos de un ejemplo, el óxido de vanadio puro es eléctricamente un aislante, mas a temperaturas sutilmente más elevadas cambia a un estado metálico, siendo conductor de la electricidad. A lo largo de esta fase de transición, asimismo cambian las propiedades ópticas, lo que quiere decir que pueden conseguirse efectos que dependan de la temperatura, como el camuflaje ante cámaras infrarrojas.

Esta transición de material aislante a metal, se conocía desde 1959; mas es un compuesto bastante difícil de trabajar: en formato de grandes cristales, las fuerzas que se genera en esta transición provocan con cierta frecuencia fisuras en exactamente los mismos, que pueden destruirlos.

Merced a avances recientes en síntesis y caracterización de materiales, en especial los efectuados por el coautor del trabajo Shriram Ramanathan, maestro adjunto de Ciencias de Materiales en la SEAS de Harvard, se han fabricado muestras exageradamente puras de finas películas de óxido de vanadio, lo que ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías en los últimos tiempos.

“Gracias a las muestras muy estables que hemos conseguido del maestro Ramanathan, ahora sabemos que si introducimos pequeños cambios en el material, podemos mudar dramáticamente el fenómeno óptico que observamos,” señala el creador primordial del informe, Mikhail Kats, del conjunto del maestro Capasso. “Al introducir impurezas o bien defectos de forma controlada a través de el proceso de doping, alterando o bien forzando el material, es posible crear una extensa gama de comportamientos interesantes, esenciales y predecibles.”

Al dopar el óxido de vanadio con tungsteno, por servirnos de un ejemplo, la temperatura de transición puede bajarse a la temperatura normal de una habitación, y puede ampliarse la gama de temperaturas en las que se genera el efecto de radiación térmica; ajustando las propiedades del material, teniendo presente lograr unos resultados concretos, se podría avanzar en nuevas direcciones.

Conforme los estudiosos, un vehículo envuelto con planchas de óxido de vanadio podría potencialmente ocultarse en su ambiente como un camaleón, apareciendo invisible a una cámara infrarroja con solo ajustes pequeñísimos de las temperaturas reales de las planchas, un sistema más eficaz que los empleados en la actualidad.

Ajustadas de forma diferente, el material ser un componente de un baliza que tenga una firma térmica particular, en clave, para una cámara de videovigilancia infrarroja. El equipo de Capasso sugiere que podría emplearse para marchar en longitudes de onda concretas, dejando usarse simultáneamente por muchos soldados que se pueden identificar individualmente.

Y, dado a que la radiación térmica conduce el calor, podría usarse un efecto afín para apresurar o bien reducir deliberadamente el enfriamiento de estructuras, desde casas a satélites.

La contribución más esencial del equipo de Harvard es el descubrimiento de que las estructuras a escala nanométrica que aparecen de forma natural en la zona de transición en el óxido de vanadio pueden usarse para otorgar un nivel singular de ajustes, que pueden usarse para eliminar la radiación térmica conforme aumenta la temperatura. Los estudiosos se refieren a este material de manera espontánea estructurado como un “metamaterial natural desorganizado.”

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