3D 열 투명 망토로 물체를 열화상카메라에서 숨긴다

핵심 요약

• 미국 일리노이 대학교 어베인-샤컌 캠퍼스 연구팀이 물체를 열화상카메라에서 숨길 수 있는 3차원 열 투명 망토를 개발하고 테스트했다.
• 기존 열 망토는 2차원이거나 열이 특정 방향에서만 올 때 작동했으나, 새 디자인은 모든 방향의 열을 물체 주위로 유도해 어떤 각도에서도 적외선상에서 물체가 보이지 않게 한다.
• 연구팀은 변환 열역학의 기본 원리를 재검토해 세 방향으로 독립적으로 조정 가능한 격자 구조 신소재를 개발했다.
• 연구팀은 3D 금속 프린팅으로 알루미늄 격자를 만들고 공간에 열 전도성이 낮은 고무 같은 물질로 채워 열의 이동을 정밀하게 제어하는 하이브리드 디바이스를 구현했다.
• 실험에서 망토는 열을 숨겨진 영역 주위로 유도하면서 주변 온도 패턴은 유지해 적외선카메라에는 물체가 없는 것처럼 보였다.
• 망토 내부 온도는 균일하게 유지되어 숨겨진 공간을 외부의 극단적인 조건으로부터 보호했다.
• 연구팀은 인간 머리 모양 같은 복잡한 3차원 기하학적 형태도 성공적으로 숨길 수 있음을 입증했다.
• 이 기술은 마이크로칩의 열 관리, 극한 환경에서 작동하는 장비 보호, 열 서명으로 감지되지 않도록 하는 등 전자제품과 국방 분야에 응용될 수 있다.
• 현재 망토는 외부에서 오는 열만 차단하며, 연구팀의 다음 목표는 물체 자체에서 발생하는 열까지 숨길 수 있는 더 정교한 버전을 개발하는 것이다.
• 이를 위해서는 물질이 숨겨진 영역 내 열을 능동적으로 제어할 수 있어야 하고, 조건 변화에 따라 열 에너지를 집중·분산·유도할 수 있어야 한다.
• 연구는 Nature Communications에 발표되었으며 국립과학재단, 빌럼 재단, 공군 과학연구사무국의 지원을 받았다.