Математики придумали тепловой плащ-невидимку

Поведение устройства в разных градиентах температуры. Иллюстрация из работы исследователей.

Математики придумали тепловой плащ-невидимку

Группа французских исследователей под руководством Сабастьена Генно предложила способ создания устройств, скрывающие объекты от теплового потока. Статья опубликована в журнале Optics Express.

Исследователи использовали идеи, которые раньше использовались для создания "плащей-невидимок", скрывающих объекты от волн - электромагнитных, звуковых и других. Так как ток тепла описывается другими терминами, исследователям пришлось эти идеи существенно переработать.

Идея предложенного учеными устройства выглядит следующим образом: внутри материала, где течет тепло от горячего к холодному телу находится сферическая многослойная оболочка, слои которой имеют разную теплопроводность. За счет этого потоки тепла огибают внутреннюю часть оболочки.

В результате, во-первых, температура внутренней части остается постоянной, во-вторых, за объектом температурный градиент выравнивается, что делает наличие любого объекта внутри оболочки незаметным (с точки зрения температуры) для внешнего наблюдателя.

В дополнение к тепловому "изолятору", на тех же принципах авторы разработали и тепловой "концентратор", фокусирующий тепловые потоки в одной точке. Если на основе разработанной математиками модели удастся создать работающее устройство, оно, по всей видимости, будет широко востребовано микроэлектронной индустрией. Теплоизоляция чувствительных компонентов и теплоотведение являются одними из главных проблем области.

Ученые активно работают над созданием принципиально похожих устройств, делающих объекты невидимыми для электромагнитного излучения. Принципиальная возможность их создания появилась в связи с изобретениями метаматериалов, необычные свойства которых (например, отрицательный коэффициент преломления) зависят не столько от состава, сколько от их внутренней структуры.

Ранее Себастьен Генно с соавторами предлагал использовать устройства с подобной принципиальной схемой для изоляции объектов, например, зданий, от распространения сейсмических волн. Это позволило бы защитить от землетрясений старые здания, не рассчитанные на сейсмические нагрузки.

Рейтинг публикации:

5

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: