Cientistas criam ‘capa de invisibilidade’ que faz objetos desaparecerem de câmeras térmicas

Pesquisadores desenvolveram uma capa de invisibilidade térmica tridimensional capaz de ocultar objetos de câmeras infravermelhas. O dispositivo também protege a região escondida contra temperaturas externas extremas, tanto de calor quanto de frio.

A tecnologia foi criada por engenheiros da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, nos Estados Unidos, em colaboração com pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca.

O estudo, publicado na revista científica Nature Communications, apresenta um dispositivo construído e testado em laboratório que consegue redirecionar o calor ao redor de objetos tridimensionais.

Diferentemente de tecnologias anteriores, limitadas a superfícies planas ou a uma direção específica do fluxo térmico, a nova estrutura foi projetada para funcionar independentemente da direção de onde o calor chega.

Como funciona a capa de invisibilidade térmica?

A tecnologia utiliza uma estrutura desenvolvida para controlar a passagem de calor em três dimensões. Em vez de bloquear o fluxo térmico, a capa redireciona o calor ao redor do objeto, preservando o padrão de temperatura do ambiente.

Como resultado, a câmera infravermelha registra uma distribuição de temperatura semelhante à que observaria se o objeto não estivesse presente. Para alcançar esse efeito, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura reticular cujas propriedades podem ser ajustadas independentemente em três direções.

O material permite controlar a condução de calor em diferentes regiões da capa, aproximando seu funcionamento das propriedades necessárias para a camuflagem térmica.

A estrutura foi produzida com impressão 3D em alumínio, material que facilita a condução de calor. Os espaços restantes foram preenchidos com um material semelhante à borracha, que apresenta baixa condutividade térmica. A combinação permite direcionar o fluxo de calor e manter a temperatura da região protegida mais uniforme.

Testes mostram objetos ocultos em imagens infravermelhas

Para avaliar o funcionamento do dispositivo, a equipe posicionou a capa entre regiões quentes e frias. A diferença de temperatura fez o calor atravessar o ambiente, permitindo observar como a estrutura modificava sua trajetória.

Os pesquisadores utilizaram uma câmera infravermelha para acompanhar a distribuição de temperatura. Os resultados mostraram que a capa conseguia desviar o calor ao redor da área protegida, sem alterar significativamente o padrão térmico externo. Nas imagens, a região escondida parecia praticamente indistinguível do ambiente ao redor.

Os experimentos também demonstraram que o interior da estrutura permanecia com temperatura uniforme, mesmo diante das diferenças térmicas externas. Além disso, os cientistas conseguiram ocultar objetos com formatos tridimensionais complexos, incluindo estruturas semelhantes a cabeças humanas.

Segundo a equipe, dispositivos experimentais anteriores não haviam demonstrado a mesma combinação de complexidade geométrica e desempenho de camuflagem.

Para que a capa de invisibilidade pode ser utilizada?

Os pesquisadores identificam possíveis aplicações em áreas que exigem controle preciso da temperatura.

Na indústria eletrônica, a tecnologia poderá ajudar a direcionar o calor para longe de componentes sensíveis e melhorar o gerenciamento térmico de microchips. Outra possibilidade envolve a proteção de equipamentos expostos a condições extremas de temperatura.

A equipe também considera aplicações futuras em camuflagem térmica, com o objetivo de dificultar a detecção de pessoas ou equipamentos por sistemas infravermelhos. Entretanto, essas aplicações ainda dependem de novos desenvolvimentos.

O próximo desafio da invisibilidade térmica

Apesar dos resultados, a tecnologia ainda apresenta uma limitação: a capa atual foi desenvolvida para ocultar objetos expostos ao calor externo, não aqueles que produzem calor por conta própria.

O próximo objetivo dos pesquisadores é desenvolver estruturas capazes de controlar também a energia térmica gerada dentro da região protegida. Isso exigirá materiais que consigam concentrar, distribuir ou redirecionar o calor conforme as condições mudem.

Segundo Shelly Zhang, professora da Universidade de Illinois e uma das responsáveis pelo estudo, os experimentos demonstraram a possibilidade de criar uma capa térmica tridimensional que funciona em diferentes direções.

A próxima etapa será desenvolver dispositivos capazes não apenas de ocultar e proteger objetos, mas também de manipular ativamente o calor.